Проект распределительного холодильника емкостью 2500 т. в г. Уссурийск

Вид работы:

Дипломная (ВКР)
Предмет:

Другое
Язык:

Русский
,
Формат файла:
MS Word

441,94 Кб
Опубликовано:

2013-11-05

Все дипломные работы по другим направлениям

Скачать дипломную работу Читать текст online Заказать дипломную
*Помощь в написании! Посмотреть все дипломные работы

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.

Проект распределительного холодильника емкостью 2500 т. в г. Уссурийск

Содержание

Введение

1. Обоснование выбора технических решений

2. Технологический раздел

.1 Описание технологический процесс

.2 Расчет камер холодильника

.3 Расчет грузового фронта

.4 Расчет действительной емкости холодильника

. Расчет холодильной установки

.1 Климатическая справка

.2 Расчет изоляции охлаждаемых помещений

.3 Тепловой расчет охлаждаемых помещений

.3.1 Расчет теплопритока от окружающей среды через ограждения

.3.2 Расчет теплопритока от термической обработки продуктов

.3.3 Расчет теплопритока от наружного воздуха при вентиляции камеры

.3.4 Расчет эксплуатационных теплопритоков

.3.5 Расчет теплопритока от дыхания продуктов

.4 Обоснование циклов холодильных машин

.5 Расчет и подбор компрессоров

.5.1 Первый температурный режим

.5.2 Второй температурный режим

.5.3 Третий температурный режим

.6 Расчет и подбор камерных приборов охлаждения

3.7 Расчет и подбор конденсатора

.8 Расчет и подбор ресиверов

.8.1 Расчет и подбор циркуляционного ресивера

.8.2 Расчет и подбор линейного ресивера

.9 Расчет и подбор регенеративных теплообменников

.9.1 Расчет и подбор регенеративного газового теплообменника

.9.2 Расчет и подбор регенеративного жидкостного теплообменника

.10 Расчет и подбор насосов

.10.1 Расчет и подбор водяного насоса

.10.2 Расчет и подбор хладоновых насосов

.11 Подбор маслосборника

.12 Расчет и подбор магистральных трубопроводов

.13. Описание работы холодильной установки

. Автоматизация холодильной установки

4.1 Система автоматической защиты

4.2 Система автоматического управления и регулирования

4.3 Система автоматической сигнализации и дистанционного контроля параметров

. Монтаж и ремонт холодильного оборудования

.1 Расчет фундаментов

5.2 Монтаж оборудования

5.3 Ремонт оборудования

.3.1 Схема типового технологического процесса ремонта

.3.2 Ремонт испарительных конденсаторов

6. Охрана труда и окружающей среды

.1 Обеспечение здоровых и безопасных условий труда

.2 Обеспечение безопасности при эксплуатации и обслуживании холодильной установки

.3 Мероприятия по охране окружающей природной среды

7. Экономический расчёт

.1 Расчёт капитальных затрат

.2 Расчёт производственной программы компрессорного цеха

.3 Расчёт себестоимости единицы холода вырабатываемого холодильной установкой

.4 Годовая производственная программа холодильника

.5 Себестоимость производственной программы

. Научно-исследовательский раздел

.1 Пластинчатые теплообменники «Альфа Лаваль»

Заключение

Список используемых источников

Введение

Развитие пищевой индустрии, направленное на надежное обеспечение страны продовольствием, предусматривает увеличение производства и увеличения качества сельскохозяйственной продукции. При этом роль обеспечении сохранности продукции отводится холодильной технике, которая в последнее время развивается быстрыми темпами.

В настоящее время холодильная техника нашла широкое применение в пищевой и фармацевтической промышленности, в торговле и машиностроении, при кондиционировании воздуха и сооружении ледяных искусственных катков, в строительстве и медицины. И этот перечень далеко не полон. Применение холода улучшает технологию производства и качество многих продуктов, не говоря уже о том, что в настоящее время хранение продуктов, как краткосрочное, так и длительное, без холода практически не мыслится. Широкое применение холодильных установок в торговле улучшает снабжение потребителей высококачественными продуктами питания, способствует снижению издержек обращения и повышает культуру торговли.

На современных мясокомбинатах холодильной обработке подвергается все перерабатываемое мясо и мясопродукты, такие же задачи ставят перед собой холодильные предприятия и других отраслей пищевой промышленности. Поскольку холодильная обработка является, до известного предела, довольно трудоемким процессом то она требует комплексной механизации работ и автоматизации производственных процессов. Выполнение данной задачи, в конечном итоге, позволит перейти к полностью автоматизированным холодильным установкам и комплексно-механизированным холодильникам.

Развитие холодильной промышленности во всем мире неразрывно связано с развитием всех отраслей науки и технике. В последние годы разрабатываются и внедряются новые изоляционные материалы, строительные конструкции, приборы автоматики. Совершенствуются схемы холодильных установок, обеспечивающие стабильные температурные режимы и облегчающие обслуживание холодильных установок и их автоматизацию. Все более широкое применение в холодильной промышленности находят вычислительная техника и автоматические системы управления. Внедрение такой техники позволяет поднять уровень эксплуатации холодильных установок на новую ступень, соответствующую современному развитию техники.

1. Обоснование выбора технических решений

Проектом предусматривается одноступенчатый цикл с одним регенеративным газовым теплообменником и двухступенчатый цикл с двумя регенеративными теплообменниками (газовым и жидкостным). Применение данных циклов обеспечивает сухой ход компрессора, возврат масла, переохлаждение жидкого хладагента перед дросселированием, что в свою очередь ведет к увеличению холодопроизводительности холодильной установки.

Наиболее эффективным является применение компрессорных агрегатов на базе современных винтовых компрессоров. Компрессорные агрегаты последнего поколения имеют современные приборы автоматики и контроля, что делает их безопасными и простыми в обслуживании. Основными достоинствами винтовых компрессоров по сравнению с поршневыми являются высокая надежность и возможность плавного регулирования холодопроизводительности в широких пределах.

Затраты по сравнению с рассольными трубопроводами, долговечность которых значительно меньше. Поэтому преимущество получает система непосредственного охлаждения, так как более экономичная по капитальным и эксплуатационным затратам, а так же как более долговечная, чем система охлаждения рассолом.

Предусмотренная проектом оборотная система водоснабжения от городского источника в связи с отсутствие вблизи природного источника водоснабжения. Вследствие чего проектом предусматривается использование испарительных конденсаторов. Они имеют ряд преимуществ:

экономичны в потреблении воды;

не требуют строительства градирни - так как не происходит нагрев воды за счет испарения;

более экономичны в потребляемой электроэнергии по сравнению с градирней.

Во всех камерах хранения использованы воздухоохладители, уменьшающие время на термическую обработку продуктов, что увеличивает грузооборот холодильника. В результате принятых технико-экономических решений стоимость на вспомогательные материалы составила 1421,68 т. руб., на холод - 1963,5 т. руб., на электроэнергию - 420 т. руб.

Срок окупаемости равен 1,2 года.

. Технологический раздел

.1 Описание технологический процесс

Проектируемый распределительный холодильник предназначается для хранения различных видов продукции: мороженой рыбы, мороженого мяса в полутушах и блоках, мороженого мяса птицы, овощей, фруктов, сыров, а также включает в себя комплекс по выпуску мороженых полуфабрикатов с заданной производительностью 14 т/сут.

Принимаем следующую структуру емкости холодильника:

=60% - камеры мороженых грузов;

=30% - камеры охлажденных грузов;

=10% - камеры с универсальным режимом.

Схема распределительного холодильника представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема технологического процесса распределительного холодильника

- прием груза с хладотранспорта;

- сортировка;

а - дефростация мяса;

б - производство мясных полуфабрикатов;

в - заморозка мясных полуфабрикатов;

- распределение груза по охлаждаемым помещениям;

4 - хранение грузов при различных температурах;

- выгрузка, экспедиционные работы;

- перегрузка на автомобильный хладотранспорт;

а - перегрузка на железнодорожный хладотранспорт.

Важнейшей задачей на любом холодильнике является поддержание заданного температурного и влажностного режима в камерах, так как от этих параметров напрямую зависит срок хранения продукта и его качество хранимого.

Температура и влажность камер хранимых продуктов:

Сыр - t=+4 ˚С, φ=80…90%;

Фрукты - t=+2…-1˚С, φ=80…90%;

Овощи - t=0…-1˚С, φ=80…90%;

Мясо - t=-20˚С, φ=90…95%;

Рыба - t=-20˚С, φ=90…95%.

2.2 Расчет камер холодильника

Расчет емкости камер

Е^-=2500*06=1500 т.

Е⁺=2500*0,3=750 т.

2500*10=250 т.

Расчет грузового объема камер

[м³];

где, Е - емкость камеры хранения, т.,

0,35 т/м³ - норма загрузки единицы объема камеры условным грузом.

1500/0,35=4285,7 м³

750/0,35=2142,9 м³

250/0,35=714,3 м³

Расчет грузовой площади камеры

[м²],

где, h_гр - грузовая высота, м.

Задаемся строительной высотой h_стр=6 м, тогда

h_гр=h_стр-1 [м]

h_гр=6-1=5 м

4285,7/5=857,1 м²

2142,9/5=428,6 м²

714,3/5=142,9 м²

Расчет строительной площади камеры

[м²],

β_стр=0,75 - коэффициент использования площади камеры хранения.

857,1/0,75=1166,8 м²

428,5/0,75=571,5 м²

142,9/0,75=190,5 м²

Расчет суточного выпуска продукции

[т/сут],

где, β - оборачиваемость груза в холодильники (5…6 (1/год) - для распределительного холодильника),

m_вып - коэффициент неравномерности выпуска груза (1,2…1,5).

G_вып=2500*6*1,3/265=73,6 т/сут,

Определяем строительную площадь экспедиции:

[м²],

где, q_F=0,35 [т/м²] - норма загрузки 1 м² строительной площади.

0,5*73,6/0,35=105,1 м²

Расчет площади под комплекс по производству быстрозамороженных мясных полуфабрикатов производительностью 14 т/сут.

Подбираем воздушный спиральный скороморозильный аппарата марки АСМ-300А.

Техническая характеристика воздушного спирального скороморозильного аппарата АСМ-300А:

производительность - G_ап=300 кг/час,

температурой воздуха внутри аппарата - -30˚С,

хладагент - R22,

температура выпуска продукции - -18˚С,

вместимость по хладагенту - 128*10^-3 м³,

габариты:

длина - 6800 мм,

ширина - 3500 мм,

высота - 2600 мм.

Подбираем требуемое количество скороморозильных аппаратов:

шт.,

где, - заданная производительность морозильного комплекса, т/сут (14 т/сут),

G_ап- производительность аппарата, т/сут

G_ап=300*24/1000=7,2 т/сут

n_ап=14/7,2=1,94 шт., принимаю n_ап=2 шт.

Определяем строительную площадь под морозильные аппараты:

[м²],

где, F_ап - площадь аппарата, м²,

n_ап - число подобранных аппаратов.

F_ап=L*В [м²],

L - длина аппарата, м,

В - ширина аппарата, м .

F_ап=6,8*3,5= 23,8 м²

3*23,8*2=142,8 м²

Суммарная строительная площадь под всеми камерами

м²

∑F_стр=1166,8+571,5+190,5+105,1+28=2062 м²

Расчет требуемой строительной площади под холодильник

м²,

где, η_х - коэффициент использования площади холодильника (0,75…0,9).

2062/0,8=2577,5 м²

Расчет количества строительных квадратов под каждое помещение

Задаемся сеткой колон 6х6 м

Определяем площадь строительного квадрата:

_стр=6*6=36 м²

1166,8/36=32,4, принимаю 33

571,5/36=15,9, принимаю 16

190,5/36=5,3, принимаю 6

142,8/36=3,96, принимаю 4

105,1/36=2,9, принимаю 3

Определяем длину холодильника:

м,

В^х - ширина холодильника, м.

Задаюсь В^х=42 м, кратное 6

L^х=2577,5/42=61,4, принимаю кратное 6 L^х=66 м

2.3 Расчет грузового фронта

Расчет длины железнодорожной платформы:

м,

где, G_жел - количество грузов поступающих и выпускаемых через железнодорожную платформу за сутки, т,

l_ваг - полная длина вагона, м,

m_ваг- коэффициент неравномерности подачи вагонов,

Р - число подач вагонов в сутки,

g_ваг - грузоподъемность вагона, т.

=66 м

Расчет длины автомобильной платформы:

м,

где, G_авт - количество грузов поступающих и выпускаемых через автомобильную платформу за сутки, т,

b_авт - ширина кузова автомашины, м (3,5),

ψ_пер - доля общего числа автомашин, обрабатываемая за первую смену (0,85),

η_{исп. авт} - коэффициент использования грузоподъемности машины (0,6),

τ_авт - время загрузки и выгрузки одной машины, ч (0,5),

m_авт - коэффициент неравномерности прибытия машин (1,5).

=18,5 м

Расчет числа механизмов необходимых для производства грузовых работ:

шт.,

где, G_пос - масса груза поступаемого на холодильник, т,

G_вып - масса груза выпускаемого из холодильника, т,

τ_ц =6-10 мин. - продолжительность работы механизма,

ψ_см =0,5-0,7 - доля всего объема грузовых работ выполняемых в течении первой смены,

g_м=0,5-2 т - грузоподъемность механизма,

η_исп - коэффициент использования грузоподъемности механизма

=3,4 шт.

С учетом запаса принимаю n_гр.мех.=6 шт.

Принимаю электропогрузчики «Дружба» марки ЕВ-677-45, грузоподъемностью 1000 кг и с высотой подъема 4,5м.

.4 Расчет действительной емкости холодильника.

т.

где, F_стр - строительная емкость камеры, м²,

β_F=0,75 - коэффициент использования строительной площади камеры,

h_гр - фактическая высота штабеля груза, м²,

q_ν_ф - фактическая плотность укладки груза, кг/ м³.

Камера №1: t_пм=+4˚С

Продукт - сыр,

Тара - деревянный ящик, h_ящ=0,18 м,

Укладка - пакетированием,

q_ν_ф=0,5 т/ м³,

h_гр=n_п*(n_ящ*h_ящ+0,15),

где, n_п - количество поддонов, шт.,

n_ящ - количество ящиков на одном поддоне, шт.,

h_гр - высота ящика, м.

h_гр=4*(6*0,18+0,15)=4,92 м

F_стр=12*6=72 м²

Е_д=72*0,75*4,92*0,5=133 т.

Камера №2: t_пм=+2…-1˚С

Продукт - овощи, фрукты,

Тара - сетка,

Укладка - навалом,

q_ν_ф=0,32 т/ м³,

h_гр=3 м,

F_стр=24*12=288 м²

Е_д=288*0,75*3*0,32=207 т.

Камера №3: t_пм=-20˚С

Продукт - мясо (блочное),

Тара - деревянный ящик, h_ящ=0,2 м,

Укладка - пакетирование,

q_ν_ф=0,6 т/ м³,

h_гр=4*(5*0,2+0,15)=4,6 м,

F_стр=288 м²

Е_д=288*0,75*4,6*0,6=596 т.

Камера №3: t_пм=0…-1˚С

Продукт - овощи,

Тара - сетка,

Укладка - навалом,

q_ν_ф=0,32 т/ м³,

h_гр=3 м,

F_стр=288 м²

Е_д=288*0,75*3*0,32=207 т.

Камера №4: t_пм=-20˚С

Продукт - мясо (полутуши),

Тара - стоечный поддон, h_под.=1,7 м,

Укладка - пакетирование,

q_ν_ф=0,33 т/ м³,

h_гр=1,7*3=5,1 м,

F_стр=288 м²

Е_д=288*0,75*5,1*0,33=363 т.

Камера №4: t_пм=0…-1˚С

Продукт - овощи,

Тара - сетка,

Укладка - навалом,

q_ν_ф=0,32 т/ м³,

h_гр=3 м,

F_стр=288 м²

Е_д=288*0,75*3*0,32=207 т.

Камера №6: t_пм=-20˚С

Продукт - мясные полуфабрикаты,

Тара - деревянный ящик, , h_ящ=0,2 м,

Укладка - пакетирование,

q_ν_ф=0,6 т/ м³,

h_гр=4*(5*0,2+0,15)=4,6 м,

F_стр=12*6=72 м²

Е_д=72*0,75*4,6*0,6=149 т.

Камера №7: t_пм=-25˚С

Продукт - рыба,

Тара - картонный ящик, , h_ящ=0,2 м,

Укладка - пакетирование,

q_ν_ф=0,45 т/ м³,

h_гр=4*(5*0,2+0,15)=4,6 м,

F_стр=18*18=324 м²

Е_д=324*0,75*4,6*0,45=503 т

Камера №8: t_пм=-20˚С

Продукт - мясо (блочное), птица, мясные полуфабрикаты,

Тара - деревянный ящик, , h_ящ=0,2 м,

Укладка - пакетирование,

q_ν_ф=0,6 т/ м³,

h_гр=4,6 м,

F_стр=30*12=360 м²

Е_д=360*0,75*4,6*0,6=745 т.

Камера №9: t_пм=-25˚С

Продукт - рыба,

Тара - картонный ящик, h_ящ=0,2 м,

Укладка - пакетирование,

q_ν_ф=0,45 т/ м³,

h_гр=4,6 м,

F_стр=360 м²

Е_д=360*0,75*4,6*0,45=559 т.

Таблица 1

Характеристика камер хранения

Номер точки	Название камеры	t_пм, ºС	F_стр, м²	Е_д, т
1	Хранение сыра	+4	72	133
2	Хранение овощей и фруктов	+2…-1	288	207
3	Хранение овощей	0…-1	288	207
	Хранение мяса	-20	288	596
4	Хранение овощей	0…-1	288	207
	Хранение мяса	-20	288	363
5	Помещение под морозильные аппараты АСМ-300А		72
6	Хранение мяса	-20	72	149
7	-25	324	503
8	Хранение мяса	-20	360	745
9	Хранение рыбы	-25	360	559
10	Экспедиция	0	72

3. Расчет холодильной установки

.1 Климатическая справка

Приморский край имеет сложный характер поверхности. Формы рельефа - горные хребты, вулканические плато, широкие и узкие долины рек и плоские равнины - различны по происхождению и истории развития. Характерная черта облика поверхности края - преобладание горного рельефа. Многочисленные хребты, увалы и отдельно стоящие сопки занимают 80% территории края.

Рельеф оказывает большое влияние на природные условия. Многие черты климата, вод, растительности, почвенного покрова, животного мира и ландшафтов в целом зависят от рельефа.

Приморье располагается на восточной окраине Евразии и на западном побережье Тихого океана. В то же время Приморский край расположен на юге умеренного пояса Северного полушария и значительно вытянут в меридиональном направлении. От географического положения зависит величина и распределение солнечной радиации, и, следовательно, степень нагревания земной поверхности, продолжительность дня и ночи, циркуляции воздушных масс. Южное положение территории определяет продолжительность дня летом - около 16 часов; зимой этот показатель не превышает 8 часов. Такая продолжительность дня определяет значительное поступление солнечной радиации в зимнее время по сравнению с северными районами нашей страны.

Место строительства - город Уссурийск

Среднегодовая температура (t_ср.год.) - +2,9ºС

Среднемесячная температура самого жаркого месяца (t_ср.мес.) - +20,7ºС

Температура абсолютного максимума (t_аб._max) - +38ºС

Среднемесячная относительная влажность воздуха самого жаркого месяца (φ_н) - 66%

Расчетную температуру наружного воздуха определяем по формуле:

t_н= t_ср.мес.+0,25* t_аб.мах ˚С,

t_н=20,7+0,25*38=30 ˚С.

3.2 Расчет изоляции охлаждаемых помещений

Наличие теплоизоляционных наружных и внутренних ограждений является важнейшей характерной особенностью охлаждаемых помещений холодильных предприятий, отличающей их от аналогичных конструкций других промышленных зданий. При строительстве холодильного предприятия на создание изоляции приходится 30 - 40% стоимости всего сооружения, а на каждую тонну вместимости холодильника расходуется до 0,6 м³ теплоизоляционных материалов, в связи, с чем должно быть уделено серьезное внимание правильному проектированию и выполнению изоляционных конструкций ограждения.

Назначение изоляции: уменьшить теплоприток внутрь помещения и тем самым уменьшить тепловую нагрузку на холодильную машину.

Расчет толщины теплоизоляционного материала

Принимаем принудительную систему охлаждения воздуха в камерах.

Расчет толщины теплоизоляционного материала наружных стен:

Принимаем теплоизоляционный материал - пенополиуретановые плиты.

Рисунок 2 - Изоляционная конструкция наружной стены холодильника

- Штукатурка, δ_шт=0,020 м, λ_шт=0,98 Вт/(м²*К)

- Кирпич, δ_к=0,38 м, λ_к=0,81 Вт/(м²*К)

- Парогидроизоляция, δ_г=0,020 м, λ_г=0,98 Вт/ (м²*К)

- Пенополиуретановые теплоизоляционные плиты λ_из=0,98 Вт/(м²*К) НС_-25˚С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=4,35 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

α_н=23,3 Вт/(м²*К); α_вн=9 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

(м²*К)/Вт,

δ_шт, δ_г, δ_к - толщина штукатурки, парогидроизоляции, кирпичной кладки, м,

λ_шт, λ_г, λ_к - коэффициент теплопроводности штукатурки, парогидроизоляции, кирпичной кладки составляющих конструкцию ограждения, Вт/(м²*К).

R_огр=1/23,3+3*0,02/0,98+0,013/0,3+0,38/0,81+1/9=0,72 (м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

δ_из=0,04*(R_о-R_огр) м

δ_из=0,04*(4,35-0,72)=0,145 м

Принимаю δ_из=0,15 м.

Принимаю R_д=4,35 (м²*К)/Вт

НС_-1˚С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=2,44 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

α_н=23,3 Вт/(м²*К); α_вн=9 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/23,3+3*0,02/0,98+0,013/0,3+0,38/0,81+1/9=0,72 (м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

δ_из=0,04*(2,44-0,72)=0,07 м

Принимаю δ_из.ст.=0,1 м

Так как разница толщин δ_из, между рассчитанным и принятым стандартным значением превышает 10%, производим перерасчет действительного значения теплового сопротивления всего ограждения с учетом с учетом теплоизоляции:

(м²*К)/Вт

R_д=0,72+0,1/0,04=3,22 (м²*К)/Вт

Расчет толщины теплоизоляционного материала внутренних стен:

Принимаем теплоизоляционный материал - пенополиуретановые плиты.

Рисунок 3 - Изоляционная конструкция внутренней стены холодильника

- Панель из керамзита бетона, δ_кб=0,24 м, λ_кб=2,0 Вт/(м²*К)

- Парогидроизоляция, δ_г=0,004 м, λ_г=0,3 Вт/(м²*К)

- Пенополиуретановые теплоизоляционные плиты λ_из=0,04 Вт/(м²*К)

- Штукатурка сложным раствором, δ_шт=0,020 м, λ_шт=0,98 Вт/(м²*К) ВС_{-20˚С/кор.}:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=4,3 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

α_н=8 Вт/(м²*К); α_вн=9 Вт/(м²*К)

δ_из=0,04*(4,3-0,38)=0,157 м

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/8+0,02/0,98+0,004/0,3+0,24/2+1/9=0,38 (м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

Принимаю δ_из.ст.=0,2 м

R_д=0,38+0,2/0,04=5,38 (м²*К)/Вт

ВС_{-1˚С/кор.}:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.:

R_о=2,52 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

α_н=8 Вт/(м²*К); α_вн=9 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/8+0,02/0,98+0,004/0,3+0,24/2+1/9=0,38 (м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

δ_из=0,04*(2,52-0,38)=0,086 м

Принимаю δ_из.ст.=0,1 м

R_д=0,38+0,1/0,04=2,88 (м²*К)/Вт

ВС_{-20˚С/0˚С}:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=3,6 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

α_н=9 Вт/(м²*К); α_вн=9 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/9+0,02/0,98+0,004/0,3+0,24/2+1/9=0,47 (м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

δ_из=0,04*(3,6-0,47)=0,163 м

Принимаю δ_из.ст.=0,2 м

R_д=0,47+0,2/0,04=5,47 (м²*К)/Вт

Расчет толщины теплоизоляционного материала покрытия:

Принимаем теплоизоляционный материал - пенополиуретановые плиты.

Рисунок 4 - Изоляционная конструкция покрытия холодильника

- 5 слоев гидроизола на битумной мастике, δ_г.из.=0,012 м, λ_г.из.=0,17 Вт/(м²*К)

- Стяжка из бетона по металлической сетке, δ_ст.б=0,040 м, λ_ст.б=1,86 Вт/(м²*К)

- Парогидроизоляция, δ_г=0,004 м, λ_г=0,3 Вт/(м²*К)

- Пенополиуретановые теплоизоляционные плиты λ_из=0,04 Вт/(м²*К)

- Железобетонная плита покрытия, δ_жб=0,35 м, λ_жб=1,86 Вт/(м²*К)

Покрытие_-25˚С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о

по t_ср.мес.: R_о=5 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

α_н=23,3 Вт/(м²*К); α_вн=7 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/23,3+0,012/0,17+0,04/0,86+0,004/0,3+0,35/1,86+1/7=0,48

(м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

δ_из=0,04*(5-0,48)=0,181 м

Принимаю δ_из.ст.=0,2 м

R_д=0,48+0,2/0,04=5,48 (м²*К)/Вт

Покрытие_-1˚С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=2,9 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

α_н=23,3 Вт/(м²*К); α_вн=7 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/23,3+0,012/0,17+0,04/0,86+0,004/0,3+0,35/1,86+1/7=0,48

(м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

δ_из=0,04*(2,9-0,48)=0,097 м

Принимаю δ_из.ст.=0,01 м.

Принимаю R_д=2,9 (м²*К)/Вт.

Расчет толщины теплоизоляционного пола:

Принимаем теплоизоляционный материал - пенополиуретановые плиты.

Рисунок 5 - Изоляционная конструкция пола

- Монолитное бетонное покрытие, δ_б.п.=0,040 м, λ_б.п.=1,86 Вт/(м²*К)

- Армобетонная стяжка, δ_а.ст.=0,080 м, λ_а.ст.=1,86 Вт/(м²*К)

- Парогидроизоляция, δ_г=0,001 м, λ_г=0,3 Вт/(м²*К)

- Пенополиуретановые теплоизоляционные плиты λ_из=0,04 Вт/(м²*К)

- Цементно-песчанный раствор, δ_цп.р.=0,025 м, λ_цп.р.=0,98 Вт/(м²*К)

- Уплотнительный песок, δ_у.п..=1,35 м, λ_у.п.=0,58 Вт/(м²*К)

- Бетонная подготовка с электроподогревателями, δ_б.п.=0,1 м.

Пол_-25˚С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=6 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентом теплопередач с внутренней стороны ограждения: α_вн=6 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/6+0,04/1,86+0,08/1,86+0,001/0,3+0,025/,98+1,35/0,58=2,6

(м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

δ_из=0,04*(6-2,6)=0,136 м

Принимаю δ_из.ст.=0,15 м

R_д=2,6+0,15/0,04=6,35 (м²*К)/Вт

Расчет толщины парогидроизоляционого материала

Требуемое сопротивление парогидроизоляционого материала определяем по формуле:

Н_г=1,6(Р_н*Р_вн) [(м²*ч*МПа)/кг],

где Р_н - действительное парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па,

Р_вн - действительное парциальное давление водяного пара воздуха камеры, Па.

Р_н=Е_н*φ_н [Па],

Р_вн=Е_вн*φ_вн [Па],

Е_н, Е_вн - упругость водяного пара наружного воздуха и воздуха в камере, Па,

φ_н,φ_вн - относительная влажность наружного воздуха и воздуха в камере,%.

По таблице 13 определяем значения максимальной упругости водяного пара в зависимости от температуры воздуха.

НС_-25˚С:

Е_н=4241 Па; Е_вн=62,8 Па; φ_н=66%; φ_вн=90%

Р_н=4241*0,66=2799,1 Па

Р_вн=62,8*0,9=56,5 Па

Н_г=1,6*(2799,1-56,5)=4388,2 (м²*ч*МПа)/кг

Принимаем парогидроизоляционый материал - рубероид РПГ.

Определяем требуемую толщину парогидроизоляции:

δ_г=Н_г*μ [м],

μ - коэффициент паропроницаемости парогидроизоляционого материала, кг/( м²*ч*МПа).

δ_г=4388,2*0,08*10^-12=3,5*10^-12 м

Таблица 2

Результаты расчетов теплоизоляционных конструкций

Наименование ограждения	Термическое сопротивление ((м²*К)/Вт)		Коэффициент теплоотдачи ((Вт/м²)*К)		Толщина теплоизоляционного материала (м)		Суммарная толщина всех слоев ограждения (м)
	R_огр	R_д	α_вн	α_н	δ_из	δ_из.ст.	∑δ_из
Наружная стенка (-25˚С)	4,35	4,35	9	23,3	0,145	0,15	0,603
Наружная стенка (-1˚С)	2,44	3,22	9	23,3	0,07	0,1	0,553
Внутренняя стенка (-20˚С/коридор)	4,3	5,38	9	8	0,157	0,2	0,464
Внутренняя стенка (-1˚С/коридор)	2,52	2,88	9	8	0,086	0,1	0,364
Внутренняя стенка (-20˚С/0˚С)	3,6	5,47	9	9	0,163	0,2	0,464
Покрытие (-25˚С)	5	5,48	7	23,3	0,181	0,2	0,606
Покрытие (-1˚С)	2,9	2,9	7	23,3	0,097	0,1	0,606
Пол (-25˚С)	6	6,35	6	-	0,136	0,15	1,646

.3 Тепловой расчет охлаждаемых помещений

Q_об=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅ [Вт],

где, Q₁ - теплоприток от окружающей среды через ограждение конструкции камеры, Вт,

Q₂ - теплоприток от продуктов при их холодильной обработке, Вт,

Q₃ - теплоприток от вентиляции, Вт,

Q₄ - теплоприток, связанный с эксплуатации камеры, Вт,

Q₅ - теплоприток, выделяемый при дыхании, Вт.

.3.1 Расчет теплопритока от окружающей среды через ограждения

Q₁=Q_1т+Q_1с [Вт],

где, Q_1т - теплоприток вследствие разницы температур наружного воздуха и воздуха в камере, Вт,

Q_1с - теплоприток, за счет поглощения наружной поверхностью теплоты солнечной радиации, Вт.

Для камер хранения:

[Вт],

где, ∆t=t_н-t_пм ˚С - разность температур наружного воздуха и воздуха в камере.

Для морозильных аппаратов:

[Вт],

где, К=0,4 Вт/м²*К - коэффициент теплопередачи,

F - площадь аппарата, м²,

n_ап - количество аппаратов, шт.

[Вт],

где, ∆t_изб - избыточная разность температур возникающая под действием солнечной радиации, ˚С.

.3.2 Расчет теплопритока от термической обработки продуктов

Теплоприток от продукта и тары, для камер, определяем по формулам:

[Вт],

[Вт]

где, G_т - суточное поступление тары в камеру, т/сут.,

G_пр - суточное поступление продукта в камеру, т/сут.,

i₁ - энтальпия продукта пи температуре поступления продукта, кДж/кг,

i₂ - конечная энтальпия продукта при температуре в камере, к Дж/кг,

t₁ - температура поступления тары, ˚С,

t₂ - конечная температура тары - температура в камере, ˚С,

С_р - Удельная теплоемкость тары, кДж/(кг* ˚К).

Таблица 3

Теплопритоки от окружающей среды через ограждения Q₁

Характеристика камер								Расчетные условия			Q_1т		Q_1с		Q₁
Номер камеры	Название камеры	Температура камеры, t_пм, ˚С	Наименование ограждения, её ориентация	Длина ограждения, l, м	Ширина или высота ограждения, h, м	Площадь ограждения, Fогр, м	Термическое сопротивление, R_g, Вт/(м²*˚С)	Температура вне камеры, t_н, ˚С	Разность температур, ∆t, ˚С	Избыточная разность температур от солнечной радиации, ∆t_с, ˚С	На компрессор, Вт	На оборудование, Вт	На компрессор, Вт	На оборудование, Вт	На компрессор, Вт		На оборудование, Вт
1	Хранение охлажденных грузов	4	НС_з	6,68	6,606	44,13	3,22	30	26	13	356,3	356,3	178,2	178,2	534,5		534,5
			НС_/вест	12,68	6,606	83,8	2,88	-	18,2	-	529,6	529,6	-	-	529,6		529,6
			ВС_/0	6,606	41,2	2,88	0	-4	-	-57,2	-	-	-	-57,2		-
			Покрыт.	12	6	72	2,9	30	26	17	645,5	645,5	422,1	422,1	1067,6		1067,6
Итого															2074		2132
2	Хранение охлажденных грузов	-1	НС_з	12	6,606	79,3	3,22	30	31	13	763	763	320	320	1083		1083
			ВС_/кор	12	6,606	79,3	2,88	-	21,7	-	597,5	597,5	-	-	597,5		597,5
			ВС_/4	12,24	6,606	80,8	2,88	4	5	-	140,3	140,3	-	-	140,3		140,3
			Покрыт.	24	12	288	2,9	30	31	17	3087,6	3087,6	1688	1688,3	4767		4767
			Пол	24	12	288	2,9	0	1	-	99	99	-	-	99		99
Итого															6687		6687
3	Хранение охлажденных грузов	-1	НС_з	12	6,606	79,3	3,22	30	31	13	763	763	320	320	1083		1083
			ВС_/кор	12	6,606	79,3	2,88	-	21,7	-	597,5	597,5	-	-	597,5		597,5
			Покрыт.	24	12	288	2,9	30	31	17	3078,6	3078,6	1688,3	1688,3	4767		4767
			Пол	24	12	288	2,9	0	1	-	99,3	99,3	-	-	99,3		99,3
Итого															6547		6547
3	Хранение мороженых грузов	-20	НС_з	12	6,606	79,3	4,35	30	50	13	911,5	911,5	-	237	911,5		1148,5
			ВС/₊₂	24,24	6,606	158,5	5,47	2	22	-	637,5	637,5	-	-	637,5		637,5
			ВС/₀	24,24	6,606	158,5	5,47	0	20	-	579,5	579,5	-	-	579,5		579,5
			ВС_/кор	12	6,606	79,3	5,38	-	35	-	516	516	-	-	516		516
			Покрыт.	24	12	288	5,48	30	50	17	2627,7	2627,7	895,4	895,4	3521		3521
			Пол	24	12	288	6,35	1	21	-	952	952	-	-	952		952
Итого															7117		7354
4	Хранение охлажденных грузов	-1	НС_з	6,606	6,606	4,13	3,22	30	31	13	424,8	424,8	178,2	-	911,5		1148,5
			НС_ю	24,68	6,606	168	3,22	30	31	11	1569	1569	-	556,8	637,5		637,5
			ВС/_кор	12,24	6,606	80,8	3,22	-	21,7	-	544,5	544,5	-	-	579,5		579,5
			Покрыт.	24	12	288	3,22	30	31	17	2772,7	2772,7	2076,8	2076,8	3521		3521
			Пол	24	12	288	3,22	0	1	-	89	89	-	-	952		952
Итого															7655		8034
4	Хранение мороженых грузов	-20	НС_з	6,68	6,606	44,13	4,35	30	50	13	507,2	507,2	-	-		507,2	507,2	24,68	6,606	163	4,35	30	50	11	1874	1874	412,2	412,2	2285,7	2285,7
			ВС/₀	24,24	6,606	160	5,47	0	20	-	579,5	579,5	-	-		579,5	579,5
			ВС_/кор	12,24	6,606	80,9	5,38	-	35	-	525,6	525,6	-	-		525,6	525,6
			Покрыт.	24	12	288	5,48	30	50	17	2627,7	2627,7	893,4	893,4		3521	3521
			Пол	24	12	288	6,35	1	21	-	952,4	952,4	-	-		952,4	952,4
Итого														8371			8371
5	М.О.		Н_ап.	2,6		101,2			t_пом=20˚С	t_ап=20˚С	2024	-	-	-		2024	-
			В_ап.	3,5
			L_ап.	6,68
Итого														2024		-
6	Хранение мороженых грузов	-20	ВС_/М.О.	6	6,606	40	5,38	-	35	-	260,2	260,2	-	-		260,2	260,2
			ВС_/кор	12	6,606	79,3	5,38	20	40	-	589,6	589,6	-	-		589,6	589,6
			Покрыт.	12	6	72	5,48	30	50	17	657	657	223,3	223,3		880,3	880,3
			Пол	12	6	72	6,35	1	21	-	238,0	238,0	-	-		238,0	238,0
Итого														1968			1968
7	Хранение мороженых грузов	-25	НС_в	18,68	6,606	123,4	4,35	30	55	-	1560,2	1560,2	-	-		1560,2	1560,2
			НС_/вест	18,68	6,606	123,4	5,38	-	38,5	-	883	883	-	-		883	883
			ВС_/М.О.	18,24	6,606	120,5	5,38	20	45	-	1008	1008	-	-		1008	1008
			Покрыт.	18	18	324	5,48	30	55	17	3251,8	3251,8	1005	1005		4257	4256,8
			Пол	18	18	324	6,35	1	26	-	1565,8	1565,8	-	-		1565,8	1565,8
Итого													9274			9274
8	Хранение мороженых грузов	-20	НС_в	12	6,606	79,3	4,35	30	50	-	911,5	911,5	-	-		911,5	911,5
			ВС_/кор	12	6,606	79,3	5,38	-	35	-	515,9	515,9	-	-		515,9	515,9
			Покрыт.	30	12	360	5,48	30	50	17	3284,7	3284,7	1116,8	1116,8		4401,5	4401,5
			Пол	30	12	360	6,35	1	21	-	1190,5	1190,5	-	-		1190,5	1190,5
Итого													7019			7019
9	Хранение мороженых грузов	-25	НС_в	12,68	6,606	83,8	4,35	30	55	-	1059,5	1059,5	-	-		1059,5	1059,5
			НС_ю	30,68	6,606	202,7	4,35	30	55	11	2562,9	2562,9	512,6	512,6		3075,5	3075,5
			ВС_/кор	12,24	6,606	80,9	5,38	-	38,5	-	578,2	578,2	-	-		578,2	578,2
			Покрыт.	30	12	360	5,48	30	55	17	3613	3613	1116,8	1116,8		4729,8
			Пол	30	12	360	6,35	1	26	-	1474	1474	-	-		1474	1474
Итого													10917			10917
10	Экспедиция	0	НС_вест	12	6,606	79,3	2,88	-	21	13	578,2	578,2	-	-		578,2	578,2
			ВС_/кор	6,24	6,606	41,2	2,88	-	21	-	300,4	300,4	-	-		300,4	300,4
			ВС_/2	6,24	6,606	41,2	2,88	4	4	-	57,2	57,2	-	-		57,2	57,2
			ВС_/4	12	6,606	79,3	2,88	2	2	-	55	55	-	-		55	55
			Покрыт.	12	6	72	2,9	30	30	17	744,8	744,8	422	422		1166,8	1166,8
Итого																2158	2158

t₁=t_пм+(5…8) ˚С

G_пр=G_гр-G_т [Вт],

где, G_гр - суточное поступление груза в камеру, т/сут.,

G_т - суточное поступление тары в камеру, т/сут..

[Вт],

где, E_д - емкость камеры, т.,

B - коэффициент оборачиваемости камеры (4…6),

m - коэффициент неравномерности поступления груза (1,5…2).

[Вт],

для камер емкостью более 200 т. - 6%,

для камер емкостью более 200 т. - 8%.

G_т=(10…30)%*G_гр [Вт],

для картонной тары - 10%,

для деревянной тары - 20%,

для поддона - 30%.

Теплоприток при замораживании продукта, для морозильного оборудования (непрерывного типа), определяем по формуле:

[Вт],

где G^’_пр- сточная производительность аппарата, т/сут.,

i₁ -энтальпия продукта при температуре поступления t₁/˚С, кДж/кг,

i₂ -конечная энтальпия продукта при температуре замораживания t₂/ ˚С, указанной в технической документации аппарата, кДж/кг,

t₁=+36 ˚С - для мяса.

.3.3 Расчет теплопритока от наружного воздуха при вентиляции камеры

На холодильнике вентилируются только те камеры, в которых хранится продукт с резким запахом (соленая, копченая рыба), а также где продукт выделяет большое количество теплоты дыхания (овощи, фрукты, сыры), где работает большое количество людей.

[Вт],

где V_стр - строительный обьем камеры, м³,

ρ_в - плотность воздуха камеры при t_пм, кг/м³,

а - кратность циркуляции (1…4),

i₁ - энтальпия наружного воздуха при t_н, φ_н,

i₂ - энтальпия воздуха каперы при t_пм, φ_пм.

кг/ м³,

где ν_в - удельный обьем воздуха камеры при t_пм, φ_пм.

Таблица 4

Теплопритоки от термической обработки продуктов Q₂

Номер камеры	Название и температура, ˚С	Емкость камеры, т.	Температура груза		Средняя теплоемкость тары, кДж/кг	Суточное поступление, т/сут.						Q_2пр, Вт		Q_2т,Вт		∑Q₂, Вт
			t_п, ˚С	t_вып ˚С		груза		продукта		тары		км	об	км	об	км	об
						км	об	км	об	км	об
1	Сыр, +4˚С	133	12	4	2,5	3,6	10,6	2,5	7,4	0,72	2,12	642,2	1901	166,7	490,7	809	2392
2	Овощи, фрукты, 2˚С	207	10	2		5,7	12,4	5,7	12,4			2296	4994			2296	4994
3	Мясо блочное, -20˚С	596	-12	-20	2,5	16,3	35,8	13	28,6	3,3	7,2	3340,3	9198,6	763,9	1667	4104	10865
3	Овощи, 0˚С	207	8	0		5,7	12,4	5,7	12,4			1999	4349			1999	4349
4	Мясо в полутушах, -20˚С	363	-12	-20	0,46	9,9	21,8	7,2	17,4	2	4,4	1850	4470	85,2	187,4	1935	4657
4	Овощи, -1˚С	207	7	-1		5,7	12,4	5,7	12,4			1999	4349			1999	4349
5	М.О.		30	-30				G^’_пр=14 т/сут								56421	56421
6	Мясо в полутушах, -20˚С	149	-12	-20	2,5	4,1	11,9	3,3	2,5	0,8	2,4	847,9	642,4	185,2	555,5	1033	1198
7	Рыба, -25˚С	503	-17	-25	1,46	13,8	30,2	12,4	27,2	1,38	3,02	1162,5	2550	186,5	408,2	1349	2958
8	Мясо блочное, -20˚С	745	-12	-20	2,5	20,4	44,7	16,3	35,8	4,1	8,9	4188,2	9198,6	949,1	2060,2	6086	11259
9	Рыба, -25˚С	559	-17	-25	1,46	15,3	33,5	13,8	30,2	1,53	3,35	1293,7	2831,2	206,8	452,9	1501	3284

3.3.4 Расчет эксплуатационных теплопритоков

Эти теплопритоки возникают вследствие освещения камер, работы электродвигателей, пребывания в них людей, открывания дверей.

[Вт],

Теплоприток от электрического освещения, Вт:

=1,16^. F_стр

Теплоприток от вентиляторов электродвигателей, Вт:

= ∑N_э^. ŋ_од

где ∑N_э - мощность электродвигателя, Вт;

ŋ_од =0,4…1,0 - коэффициент одновременности работы вентиляторов.

Теплоприток от пребывания людей, Вт:

=350^.n ,

где n=2…4 чел - число людей, работающих в помещении.

Теплоприток при открывании дверей, Вт:

=В^. F_стр,

где В - удельный теплоприток через двери, зависящий от размеров и назначения камеры

При учете эксплуатационных теплопритоков на компрессор, с учетом того, что все теплопритоки не возникают одновременно, принимаем 50-75% суммы всех теплопритоков.

Таблица 5

Теплопритоки от наружного воздуха при вентиляции камеры Q₃

Номер камеры	Назначение камеры	Температура в камере, ºС	V_стр, м³	i₁, кДж/кг	i₂, кДж/кг	ρ_в, кг/ м³
1	Хранение сыра	+4	144	311	62,8	1,33	1650	1650
2	Хранение овощей, фруктов	+2…-1	1728	311	39,8	1,27	20665	20665
3	Хранение овощей	0…-1	1728	311	35,6	1,29	21316	21316
4	Хранение овощей	0…-1	1728	311	35,6	1,29	21316	21316
10	Экспедиция	0	144	311	35,6	1,29	1776	1776

Таблица 6

Удельный теплоприток через двери

Назначение камеры	В, Вт/м²
	При F_стр до 50 м²	При F_стр от 50 до100 м²	При F_стр свыше 100 м²
хранение охлажденных грузов	29	15	12
хранение мороженых грузов	32	15	12

.3.5 Расчет теплопритока от дыхания продуктов

Расчет теплопритока от дыхания продуктов производится для камер хранения плодов, овощей, фруктов, сыров.

[Вт],

где Е_{д «нетто»}- действительная емкость камеры без учета веса тары, т.,

q_пост - тепловыделение продукта при поступлении, Вт/т,

q_пр - тепловыделение продукта при их хранении, Вт/т.

Таблица 7

Эксплуатационные теплопритоки Q₄

Номер Камеры	Назначение камеры	Температура камеры, ⁰С	, Вт, Вт,Вт, Вт∑Q₄, Вт
							КМ	ОБ
1	Камера хранения сыра	+4	79,2	2000	350	1080	2105	3505
2	Камера хранения овощей, фруктов	+2…-1	316,8	4000	1400	3456	5504	9173
3	Универсальная камера	0…-1/-20	316,8	4000	1400	3456	5504	9173
4	Универсальная камера	0…-1/-20	316,8	4000	1400	3456	5504	9173
5	М.О.	-	648	4000	1400	1728	4666	7776
6	Камера хранения мясных полуфабрикатов	-20	79,2	2000	350	1080	2105	3509
7	Камера хранения рыбы	-25	356,4	4000	1400	3888	5787	9644
8	Камера хранения мяса	-20	396	4000	1400	4320	6070	10116
9	Камера хранения рыбы	-25	396	4000	1400	4320	6070	10116
10	Экспедиция	0	324	3000	700	1080	3062	5104

Таблица 8

Тепловыделение продукта

Продукт	q_пост, Вт/т	q_пр, Вт/т
овощи	87…214	20…34
фрукты	126…232	12…27
сыр	126…232	12…27

Таблица 9

Теплопритоки от дыхания продуктов Q₅

Номер камеры	Назначение камеры	Температура в камере, ºС	Е_{д «нетто»}, т.	Q₅, Вт
				КМ	ОБ
1	Хранение сыра	+4	93	3432	3432
2	Хранение овощей, фруктов	+2…-1	207	4844	4844
3	Хранение овощей	0…-1	207	5527	5527
4	Хранение овощей	0…-1	207	5527	5527

Таблица 10

Сводная таблица теплопритоков

Номер Камеры	Назначение камеры	Температура в камере, ºС	Теплоприток через ограждение, Q₁, Вт		Теплоприток от термической обработки продукта, Q₂, Вт		Теплоприток от вентиляции камеры, Q₃, Вт		Эксплуатационный теплоприток, Q₄, Вт		Теплоприток от дыхания продукта, Q₅, Вт		Суммарный теплоприток, ∑Q, Вт
			КМ	ОБ	КМ	ОБ	КМ	ОБ	КМ	ОБ	КМ	ОБ	КМ	ОБ
1	Хранение сыра	4	2074	2132	809	2392	1650	1650	2105	3509	3432	3432	10070	13115
2	Хранение овощей, фруктов	2...-1	6687	6687	2296	4994	20665	20665	5504	9173	4844	4844	39996	46363
3	Хранение овощей	0…-1	6547	6547	1909	4349	21316	21316	5040	9173	5527	5527	40339	46912
	Хранение мяса	-20	7117	7354	4104	10865	-	-	5040	9173	-	-	16261	27392
4	Хранение овощей	0…-1	7655	8034	1999	4349	21316	21316	5040	9173	5527	5527	41537	48399
	Хранение мяса	-20	8371	8371	1935	4657	-	-	5040	9173	-	-	15346	22201
5	М.О.	t_ап=-30	2024	-	56421	56421	-	-	4666	7776	-	-	63111	64197
6	Хранение мясных полуфабрикатов	-20	1968	1968	1033	1198	-	-	2105	3509	-	5106	6675
7	Хранение рыбы	-25	9274	9274	1349	2958	-	-	5787	9644	-	-	16410	21876
8	Хранение мяса	-20	7019	7019	6086	11259	-	-	6070	10116	-	-	19175	28394
9	Хранение рыбы	-25	10917	10917	1501	3284	-	-	6070	10116	-	-	18488	24317
10	Экспедиция	0	2158	2158	-	-	1776	1776	3062	5104	-	-	6996	9038

3.4 Обоснование циклов холодильных машин

Выбор расчетных параметров холодильной установки:

Принимаем:

непосредственную систему охлаждения;

хладагент - R22;

испарительный конденсатор.

Определяем температуру кипения:

Для процесса теплообмена между кипящим холодильным агентом и воздухом в камере необходимо обеспечить перепад температур между средами.

Температуру кипения определяем, для непосредственной системы охлаждения, на 8…10ºС ниже температуры в камере.

Первый температурный режим - t_о=-10ºС;

Второй температурный режим - t_о=-33ºС;

Третий температурный режим - t_о=-40ºС.

Определяем давление кипения:

По диаграмме lp-i находим давление кипения по температуре кипения.

Первый температурный режим - Р_о=3,56 кгс/см²;

Второй температурный режим - Р_о=1,5 кгс/см²;

Третий температурный режим - Р_о=1,07 кгс/см².

Определяем температуру и давление конденсации:

Для испарительного конденсатора температуру конденсации определяем по формуле:

t_к=t_в1+(8…11) ºС;

где, t_в1 - температура входящего воздуха, ºС;

t_в1=t_в.м.т.+(2…4) ºС;

где, t_в.м.т.- температура воздуха по мокрому термометру (определяем по i-d диаграмме)

t_в.м.т.=24,5ºС;

t_в1=24,5+4=28,5ºС;

t_к=28,5+11=39,5ºС;

Принимаю t_к=40ºС.

Давление конденсации:

По диаграмме lp-i находим давление конденсации по температуре конденсации.

Р_к=16,25 кгс/см².

Определяем степень отношения давления:

Первый температурный режим, t_о=-10ºС:

4,6

Так как <7, то принимаем одноступенчатый регенеративный цикл холодильной установки.

Второй температурный режим, t_о=-33 ºС:

10,8

Так как >7, то принимаем двухступенчатый цикл холодильной установки с двумя регенеративными теплообменниками.

Третий температурный режим: t_о=-40 ºС:

15,2

Таблица 11

Определение температурной нагрузки на компрессор в зависимости от температурного режима

Номер Камеры	Назначение камеры	Температура в камеры, ºС	Способ охлаждения	t_o, ºС	∑Q, Вт	∑Q_to, Вт
						t_o=-10 ºС	t_o=-33ºС	t_o=-40ºС
1	Хранение сыра	4	непосредственный	-6	10070	10070
2	Хранение овощей, фруктов	2...-1	непосредственный	-10	39996	39996
3	Хранение овощей	0…-1	непосредственный	-30	40339	40339
	Хранение мяса	-20	непосредственный	-10	16261		16261
4	Хранение овощей	0…-1	непосредственный	-30	41537	41537
	Хранение мяса	-20	непосредственный	-10	15346		15346
5	М.О.	t_ап=-30	непосредственный	-40	63111			63111
6	Хранение мясных полуфабрикатов	-20	непосредственный	-30	5106		5106
7	Хранение рыбы	-25	непосредственный	-33	16410		16410
8	Хранение мяса	-20	непосредственный	-33	19175		19175
9	Хранение рыбы	-25	непосредственный	-33	18488		18488
10	Экспедиция	0	непосредственный	-10	6996	6996
Сумма по температурам кипения						138938	90786	63111

Определяем расчетную нагрузку на компрессор:

[Вт],

где β - коэффициент рабочего времени, учитывающий работу компрессора не полные сутки,

ρ - коэффициент, учитывающий проникновение дополнительных теплопритоков через изоляцию трубопроводов,

ρ=1,05…1,07 - для непосредственной системы.

где τ_р - время работы компрессора (18…20 ч.)

τ_ц - время цикла (24 ч.)

β=20/24=0,83

Первый температурный режим, t_о=-10 ºС:

179113 Вт

Второй температурный режим, t_о=-33 ºС:

117037 Вт

Третий температурный режим, t_о=-40 ºС:

81360 Вт

3.5 Расчет и подбор компрессоров

Компрессоры рассчитываются на каждую температуру кипения. Подбор производится по расчетной объемной производительности.

3.5.1 Первый температурный режим, t_о=-10ºС

Одноступенчатый регенеративный цикл холодильной установки.

Строим цикл в lр-i диаграмме и определяем параметры всех точек.

Таблица 12

Параметры точек цикла

Номер точки	t, ·c	Р, кгс/см²	i, кДж/кг	ν, х
1	-10	3,56	402,5	0,065	1
1`	+10	3,56	415	0,071	-
2	+84	16,25	455,4	0,019	-
2м	+70	16,25	443,6	0,016	-
2`	+40	16,25	416	0,015	1
3	+40	16,25	249,2	-	0
4	+31,3	16,25	239,2	-	-
4`	-10	3,56	239,2	0,016	0,23

Рисунок 6. - Одноступенчатый регенеративный цикл холодильной установки

Рисунок 7 - Схема одноступенчатого регенеративного цикла

Температура всасывания:

t_вс=t_о+(10…20)ºС

t_вс=-10+20=+10ºС

Температура переохлаждение жидкого хладагента перед регулирующим вентилем, определяется по энтальпии в этой точке:

[кДж/кг]

i₄=249,2+0,8*(402,5-415)=239,2 кДж/кг

t_п=t₄=31,3 ºС

Удельная массовая холодопроизводительность:

[кДж/кг]

q_о=402,5-239,2=163,3 кДж/кг

Удельная объемная холодопроизводительность:

[кДж/м³]

q_ν=163,3/0,071=2300 кДж/м³

Масса холодильного агента всасываемого компрессором:

[кг/с]

G_а=179,113/163,3=1,1 кг/с

Действительный объем пара поступающего в компрессор:

[/с]

V_д=1,1*0,071=0,078/с

Теоретический обьем описываемый поршнями компрессора:

; λ=f

где, λ - коэффициент объемных потерь в компрессоре. λ=0,8

V_h=0,0780/0,8=0,0975 /с = 351 /ч

Подбираем два одноступенчатых компрессорных агрегата с горизонтальным маслоотделителем, один из которых резервный, типа КН.

Таблица 13

Характеристика одноступенчатого компрессорного агрегата фирмы «Грассо» типа КН

V_h, м³/ч, при 2940 об/мин	N_эл, кВт	габаритные размеры			Диметр на всасывании, мм	Диметр на нагнетании, мм	Мощностная характеристика
		Н, мм	W, мм	L, мм			Q_о, кВт	Р_к, кВт
487	45…132	1850	895	2230	125	100	254		106

Так как расчетная объемная производительности превышает подовранную более чем на 15%, делаем перерасчет установочной холодопроизводительности холодильной машины:

Q_{о уст}=V_h*λ*q_ν [Вт]

Q_{о уст}=0,1353*0,8*2300000=248952 Вт

Перерасчет массы всасывания холодильного агента:

[кг/с]

G_{а ф}=248,952/163,3=1,52 кг/с

Расчет энергозатрат.

Теоретическая мощность компрессора на расчетном режиме:

[ кВт]

N_а=1,52*(455,4-415)=61,41 кВт

Индикаторная мощность, кВт

; =f,

где - энергетический коэффициент компрессора, η_i=0,85

N_i=61,41/0,85=72,85 кВт

Мощность трения:

где р_рт. - удельное давление трения 60 КПа

N_тр=60*0,1353=8,12 кВт

Эффективная мощность, затрачиваемая на валу компрессора:

N_э=N_i+N_тр.[ кВт]

N_э=72,25+8,12=80,37 кВт

Мощность электродвигателя, кВт

N_дв.=(1,1-1,15)*N_э [ кВт]

N_дв=1,15*80,37=92,4 кВт

Расчет тепловой нагрузки на конденсатор:

Q_кд=248952+0,5*80370=289137 Вт

Расчет расхода масла.

Массовый расход масла:

кг/с

где, - массовый расход масла на смазку подшипников трения, кг/с,

- массовый расход масла на охлаждение, кг/с.

кг/с,

где, С_р - теплоемкость масла, при +50ºС, кДж/(кг*ºК) (2,09 кДж/(кг*ºК)),

∆t_м - разность температур нагнетания и температуры масла подаваемого на впрыск, ºС.

=8,12/20,9*30=0,13 кг/с

кг/с,

где, Q`_м- теплота, отводимая маслом при впрыске во всасывающую полсть, кВт.

кВт

=G_а кг/с

=1,1*(455,4-443,6)=12,98 кВт

=12,98/(2,09*30)=0,21 кг/с

G_м=0,13+0,21=0,34 кг/с

Объемный расход масла:

м³/с,

где ρ - плотность масла, при +50ºС, кг/м³ (863,1 кг/м³)

V_м=0,34/863,1=0,0004 м³/с = 1,44 м³/ч

Общая теплота, отводимая маслом:

Q_м=G_м*С_р*∆t_м кВт

Q_м=0,34*2,09*30=21,32 кВт

.5.2 Второй температурный режим, t_о=-33ºС

Двухступенчатый цикл холодильной машины с двумя регенеративными теплообменниками.

Строим цикл в lр-i диаграмме и определяем параметры всех точек.

Таблица 14

Параметры точек цикла

Номер точки	t, ·c	Р, кгс/см²	i, кДж/кг	ν, м³/кг	х
1	-33	1,5	392	0,156	1
1`	-13	1,5	404	0,170	-
2	+43	5,0	437,3	0,080	-
3	+38	5,0	432	0,055	-
4	+97	16,25	465,4	0,0203	-
4_м	+80	16,25	452,7	0,018	-
5	+40	16,25	416,4	0,015	1
5`	+40	16,25	250	-	0
6	+33	16,25	240	-	-
6`	0	16,25	240	0,009	0,199
7	+6	16,25	207	-	-
7`	-33	1,5	207	0,030	0,19
8	0	5,0	405,4	0,083	1

Рисунок 8 - Двухступенчатый цикл с двумя регенеративными теплообменниками

Рисунок 9 - Принципиальная схема двухступенчатого цикла

Промежуточное давление в цикле двухступенчатого сжатия определяется:

[кгс/см²]

5,0 кгс/см²

Температура всасывание:

t_1`=t_вс=t_о+(20…25) ºС

t_1`=-33+20=-13 ºС

Температура переохлаждения жидкого хладагента после ЖТО (температура в точке 7):

t₇=t_m+(5…7) ºС

t₇=0+6=6 ºС

Энтальпию точки 3, по которой определяем температуру в этой точке, находим из уравнения смешения:

[кДж/кг]

i₃=405,4+0,633/0,76*(437,3-405,4)=432 кДж/кг

Энтальпию точки 6, по которой определяем температуру в этой точке, находим из уравнения теплового баланса ЖТО:

[кДж/кг]

i₆=250+0,633/0,76*(392-404)=240 кДж/кг

Компрессор низкой ступени:

Удельная массовая холодопроизводительность:

q_о=392-207=185 кДж/кг

Удельная объемная холодопроизводительность:

q_ν=185/0,17=1088,2 кДж/м³

Масса холодильного агента всасываемого компрессором:

G_а=177,037/185=0,633 кг/с

Действительный объем пара поступающего в компрессор:

V_д=0,633*0,17=0,11 /с

Теоретический обьем описываемый поршнями компрессора:

λ=f; 3,33

λ=0,8

V_h=0,11/0,8=0,137 /с = 493,2 /ч

Подбираем двухступенчатый компрессорный агрегата с горизонтальным маслоотделителем типа LN.

Таблица 15

Характеристика двухступенчатого компрессорного агрегата фирмы «Грассо» типа LN

, м³/ч, при 2940 об/минN_эл, кВт	габаритные размеры		Номинальные диаметры присоединяемых трубопроводов, мм			Масса, без двигателей, кг
	LP	HP	Н, мм	W, мм	L, мм	всасывающий	нагнетательный	межступенчатый
544	45	37…75	1970	1000	3470	125	65	40	2400

Расчет энергозатрат.

Теоретическая мощность компрессора на расчетном режиме:

N_а=0,63*(437,3-404)=21,1 кВт

Индикаторная мощность, кВт

=f,

η_i=0,83

N_i=21,1/0,83=25,42 кВт

Мощность трения:

N_тр=60*0,137=8,22 кВт

Эффективная мощность, затрачиваемая на валу компрессора, кВт

N_э=25,42+8,22=3364 кВт

Мощность электродвигателя, кВт

N_дв=1,15*33,64=38,7 кВт

Компрессор высокой ступени:

Масса холодильного агента всасываемого компрессором:

[кг/с]

0,76 кг/с

Действительный объем пара поступающего в компрессор:

V_д=G_а^вс*ν₃ м³/с

V_д=0,76*0,055=0,042 м³/с

Теоретический обьем описываемый поршнями компрессора:

λ=f; 3,3

λ=0,8

V_h=0,42/0,8=0,0525 м³/с = 189 м³/ч

Расчет энергозатрат

Теоретическая мощность компрессора на расчетном режиме:

кВт

N_а=0,76*(465,4-432)=25,4 кВт

Индикаторная мощность:

=f,

η_i=0,83

N_i=25,4/0,83=30,6 кВт

Мощность трения:

N_тр=60*0,0525=3,15 кВт

Эффективная мощность, затрачиваемая на валу компрессора:

N_э=30,6+3,15=33,75 кВт

Мощность электродвигателя:

N_дв=1,15*33,75=38,8 кВт

Расчет тепловой нагрузки на конденсатор:

Q_кд=Q_о+0,5*( N^нс_э +N^вс_э) [ кВт]

Q_кд=117037+0,5(33640+33750)=150732 Вт

Индикаторная мощность, кВт

=f,

η_i=0,85

N_i=14,8/0,85=17,4 кВт

Мощность трения:

N_тр=60*0,12=7,2 кВт

Эффективная мощность, затрачиваемая на валу компрессора, кВт

N_э=17,4+7,2=24,6 кВт

Мощность электродвигателя, кВт

N_дв=1,15*24,6=28,3 кВт

Компрессор высокой ступени:

Масса холодильного агента всасываемого компрессором:

0,54 кг/с

Действительный объем пара поступающего в компрессор:

V_д=0,54*0,065=0,03 м³/с

Теоретический обьем описываемый поршнями компрессора:

λ=; 3,87

λ=0,8

V_h=0,03/0,8=0,0375 м³/с = 135 м³/ч

Расчет энергозатрат.

Теоретическая мощность компрессора на расчетном режиме:

N_а=0,54*(448,2-428,2)=10,8 кВт

Индикаторная мощность, кВт

=f,

η_i=0,85

N_i=10,8/0,85=9,2 кВт

Мощность трения:

N_тр=60*0,0375=2,25 кВт

Эффективная мощность, затрачиваемая на валу компрессора:

N_э=9,2+2,25=11,45 кВт

Мощность электродвигателя:

N_дв=1,15*11,45=13,2 кВт

Расчет тепловой нагрузки на конденсатор:

Q_кд=81360+0,5(24600+11450)=99385 Вт

Расчет расхода масла.

Для двухступенчатого цикла расчет производится по высокой ступени.

Массовый расход масла:

=2,25/20,9*40=0,027 кг/с

=0,54*(468,2-452,7)=8,37 кВт

=8,37*/(2,09*40)=0,1 кг/с

G_м=0,027+0,1=0,127 кг/с

Объемный расход масла:

V_м=0,127/863,1=0,00015 м³/с = 0,54 м³/ч

Общая теплота, отводимая маслом:

Q_м=G_м*С_р*∆t_м кВт

Q_м=0,127*2,09*40=10,62 кВт

3.5.3 Третий температурный режим, t_о=-40ºС

Двухступенчатый цикл холодильной машины с двумя регенеративными теплообменниками.

Строим цикл в lр-i диаграмме и определяем параметры всех точек.

Таблица 16

Параметры точек цикла

Номер точки	t, ·c	Р, кгс/см²	i, кДж/кг	ν, м³/кг	х
1	-40	1,07	389,1	0,2	1
1`	-20	1,07	400	0,22	-
2	+39	4,2	434,5	0,069	-
3	+31	4,2	428,2	0,065	-
4	+99	16,25	468,2	0,0215	-
4_м	+80	16,25	452,7	0,018	-
5	+40	16,25	416,4	0,015	1
5`	+40	16,25	250	-	0
6	+33	16,25	241,3	-	-
6`	-5	16,25	241,3	0,013	0,225
7	0	16,25	200	-	-
7`	-40	1,5	200	0,040	0,185
8	-5	4,2	403,6	0,0853	1

Рисунок 10 - Двухступенчатый цикл с двумя регенеративными теплообменниками.

Рисунок 11 - Принципиальная схема двухступенчатого цикла

4,2 кгс/см²

Температура всасывание:

t_1`=-40+20=-20 ºС

Температура переохлаждения жидкого хладагента после ЖТО (температура в точке 7):

t₇=-5+5=0 ºС

Энтальпию точки 3, по которой определяем температуру в этой точке, находим из уравнения смешения:

i₃=403,6+0,43/0,54*(434,5,3-403,6)=428,2 кДж/кг

i₆=250+0,43/0,54*(389,1-400)=241,3 кДж/кг

Компрессор низкой ступени:

Удельная массовая холодопроизводительность:

q_о=389,1-200=189,1 кДж/кг

Удельная объемная холодопроизводительность:

q_ν=189,1/0,22=859,5 кДж/м³

Масса холодильного агента всасываемого компрессором:

G_а=81,360/189,1=0,43 кг/с

Действительный объем пара поступающего в компрессор:

V_д=0,43*0,22=0,095 /с

Теоретический обьем описываемый поршнями компрессора:

λ=f; 3,92

λ=0,8

V_h=0,095/0,8=0,12 /с = 432 /ч

Подбираем два двухступенчатых компрессорных агрегата с горизонтальным маслоотделителем, один из которых резервный, типа LN.

Таблица 17

Характеристика двухступенчатого компрессорного агрегата фирмы «Грассо» типа LN

, м³/ч, при 2940 об/минN_эл, кВтгабаритные размерыНоминальные диаметры присоединяемых трубопроводов, ммМасса, без двигателей, кг
	LP	HP	Н, мм	W, мм	L, мм	Всасываю-щий	Нагнетатель-ный	Межступен- чатый
544	45	37…75	1970	1000	3470	125	65	40	2400

Расчет энергозатрат.

Теоретическая мощность компрессора на расчетном режиме:

N_а=0,43*(434,5-400)=14,8 кВт

Индикаторная мощность, кВт

=f,

η_i=0,85

N_i=14,8/0,85=17,4 кВт

Мощность трения:

N_тр=60*0,12=7,2 кВт

Эффективная мощность, затрачиваемая на валу компрессора, кВт

N_э=17,4+7,2=24,6 кВт

Мощность электродвигателя, кВт

N_дв=1,15*24,6=28,3 кВт

Компрессор высокой ступени:

Масса холодильного агента всасываемого компрессором:

0,54 кг/с

Действительный объем пара поступающего в компрессор:

V_д=0,54*0,065=0,03 м³/с

Теоретический обьем описываемый поршнями компрессора:

λ=; 3,87

λ=0,8

V_h=0,03/0,8=0,0375 м³/с = 135 м³/ч

Расчет энергозатрат.

Теоретическая мощность компрессора на расчетном режиме:

N_а=0,54*(448,2-428,2)=10,8 кВт

Индикаторная мощность, кВт

=f,

η_i=0,85

N_i=10,8/0,85=9,2 кВт

Мощность трения:

N_тр=60*0,0375=2,25 кВт

Эффективная мощность, затрачиваемая на валу компрессора:

N_э=9,2+2,25=11,45 кВт

Мощность электродвигателя:

N_дв=1,15*11,45=13,2 кВт

Расчет тепловой нагрузки на конденсатор:

Q_кд=81360+0,5(24600+11450)=99385 Вт

Расчет расхода масла.

Для двухступенчатого цикла расчет производится по высокой ступени.

Массовый расход масла:

=2,25/20,9*40=0,027 кг/с

=0,54*(468,2-452,7)=8,37 кВт

=8,37*/(2,09*40)=0,1 кг/с

G_м=0,027+0,1=0,127 кг/с

Объемный расход масла:

V_м=0,127/863,1=0,00015 м³/с = 0,54 м³/ч

Общая теплота, отводимая маслом:

Q_м=G_м*С_р*∆t_м кВт

Q_м=0,127*2,09*40=10,62 кВт

3.6 Расчет и подбор камерных приборов охлаждения

Расчет и подбор приборов охлаждения сводится к определению поверхности охлаждения и выбору стандартных устройств удовлетворяющих данные расчетов.

Принимаем во всех камерах настенные воздухоохладители типа ВО.

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителей определяем по формуле:

м²,

где, - тепловая нагрузка на приборы охлаждения, Вт,

К_по- коэффициент теплопередачи приборов охлаждения ( определяется по температуре кипения)

=*1,2 Вт

Площадь поверхности теплообмена одного воздухоохладителя определяем по формуле:

м²,

где, n - количество установленных воздухоохладителей установленных в камере, шт.

Проверочный расчет требуемой объемной подачи воздуха в камеру:

м³,

где, С_р - теплоемкость воздуха, при температуре помещения, Дж/кг*ºК,

ρ_воз- плотность воздуха, при температуре помещения, кг/м³.

Камера №1

t_пм=+4ºС

Тепловая нагрузка на приборы охлаждения:

=13115*1,2=15738 Вт

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителей:

К_по=23,01 Вт/(м²*ºК)

F_по=15738/(23,01*(4-(-10)))=48,8 м²

Принимаем два воздухоохладителя в камере.

Площадь поверхности теплообмена одного воздухоохладителя:

=48,8/2=24,4 м²

Принимаем воздухоохладитель марки ВС352D60.

Таблица 18

Характеристика воздухоохладителя марки ВС352D60

Q_о, кВт	V_х.а.*10^-3, м³	V_воз, м³/ч	F, м²	N_эл, кВт
9,6	9,7	4800	28,3	0,2

Проверочный расчет требуемой объемной подачи воздуха в камеру:

C_{р воз}=1000 Дж/кг* ºК: ρ_воз=1,33 кг/ м³

V_воз=15738*3600/(1000*1,33*(4-(-10)))=3043 м³/ч

Камера №2.

t_пм=+2…-1 ºС

Тепловая нагрузка на приборы охлаждения:

=46363*1,2=55636 Вт

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителей:

К_по=23,01 Вт/(м²*ºК)

F_по=55636/(23,01*(-1-(-10)))=268,6 м²

Принимаем четыре воздухоохладителя в камере.

Площадь поверхности теплообмена одного воздухоохладителя:

=268,6/4=67,1 м²

Принимаем воздухоохладитель марки ВС403Е60.

Таблица 19

Характеристика воздухоохладителя марки ВС403Е60

Q_о, кВт	V_х.а.*10^-3, м³	V_воз, м³/ч	F, м²	N_эл, кВт
22,1	22,5	9600	69,4	0,48

Проверочный расчет требуемой объемной подачи воздуха в камеру:

C_{р воз}=1000 Дж/кг* ºК: ρ_воз=1,27 кг/ м³

V_воз=55636*3600/(1000*1,27*(-1-(-10)))=17523 м³/ч

Камера №3.

t_пм=0…-1ºС/ t_пм=-20ºС

При расчете универсальных камер необходимо вести расчет по тому температурному режиму, при котором нагрузка на оборудование будет наибольшей.

Тепловая нагрузка на приборы охлаждения:

=46912*1,2=56294 Вт

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителей:

К_по=18,1 Вт/(м²*ºК)

F_по=56294/(18,1*(0-(-10)))=311 м²

Принимаем четыре воздухоохладителя в камере.

Площадь поверхности теплообмена одного воздухоохладителя:

=311/4=77,7 м²

Принимаем воздухоохладитель марки ВС403Е60.

Таблица 20

Характеристика воздухоохладителя марки ВН404G85

Q_о, кВт	V_х.а.*10^-3, м³	V_воз, м³/ч	F, м²	N_эл, кВт
19,7	39	12800	90,8	0,64

Проверочный расчет требуемой объемной подачи воздуха в камеру:

C_{р воз}=1000 Дж/кг* ºК: ρ_воз=1,29 кг/ м³

V_воз=6294*3600/(1000*1,29*(0-(-10)))=15710 м³/ч

Камера №4.

t_пм=0…-1ºС/ t_пм=-20ºС

Тепловая нагрузка на приборы охлаждения:

=48399*1,2=58079 Вт

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителей:

К_по=18,1 Вт/(м²*ºК)

F_по=58079/(18,1*(0-(-10)))=320,9 м²

Принимаем четыре воздухоохладителя в камере.

Площадь поверхности теплообмена одного воздухоохладителя:

=320,9/4=80,2 м²

Принимаем воздухоохладитель марки ВН404G85.

Таблица 21

Характеристика воздухоохладителя марки ВН404G85

Q_о, кВт	V_х.а.*10^-3, м³	V_воз, м³/ч	F, м²	N_эл, кВт
19,7	39	12800	90,8	0,94

Проверочный расчет требуемой объемной подачи воздуха в камеру:

C_{р воз}=1000 Дж/кг* ºК: ρ_воз=1,29 кг/ м³

V_воз=58079*3600/(1000*1,29*(0-(-10)))=16208 м³/ч

Камера №6.

t_пм=-20ºС

Тепловая нагрузка на приборы охлаждения:

=6675*1,2=8010 Вт

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителей:

К_по=18,1 Вт/(м²*ºК)

F_по=8010/(18,1*(-20-(-33)))=34 м²

Принимаем один воздухоохладитель в камере.

Площадь поверхности теплообмена одного воздухоохладителя:

=34/1=34 м²

Принимаем воздухоохладитель марки ВН353Е85.

Таблица 22

Характеристика воздухоохладителя марки ВН353Е85

Q_о, кВт	V_х.а.*10^-3, м³	V_воз, м³/ч	F, м²	N_эл, кВт
8,3	16,5	7500	37,7	0,39

Проверочный расчет требуемой объемной подачи воздуха в камеру:

C_{р воз}=1000 Дж/кг* ºК: ρ_воз=1,4 кг/ м³

V_воз=8010*3600/(1000*1,4*(-20-(-33)))=1584,4 м³/ч

Камера №7

t_пм=-25 ºС

Тепловая нагрузка на приборы охлаждения:

=21876*1,2=26251 Вт

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителей:

К_по=18,1 Вт/(м²*ºК)

F_по=26251/(18,1*(-25-(-33)))=181,3 м²

Принимаем шесть воздухоохладителей в камере.

Площадь поверхности теплообмена одного воздухоохладителя:

=181,3/6=30,2 м²

Принимаем воздухоохладитель марки ВН352G85.

Таблица 23

Характеристика воздухоохладителя марки ВН352G85

Q_о, кВтV_х.а.*10^-3, м³V_воз, м³/чF, м²N_эл, кВт
7,2	14,9	4600	33,2	0,26

Проверочный расчет требуемой объемной подачи воздуха в камеру:

C_{р воз}=1000 Дж/кг* ºК: ρ_воз=1,42 кг/ м³

V_воз=26251*3600/(1000*1,42*(-25-(-33)))=8319 м³/ч

Камера №8

t_пм=-20ºС

Тепловая нагрузка на приборы охлаждения:

=28394*1,2=34073 Вт

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителей:

К_по=18,1 Вт/(м²*ºК)

F_по=34073/(18,1*(-20-(-33)))=144,8 м²

Принимаем пять воздухоохладителей в камере.

Площадь поверхности теплообмена одного воздухоохладителя:

=144,8/5=29 м²

Принимаем воздухоохладитель марки ВН352G85.

Таблица 24

Характеристика воздухоохладителя марки ВН352G85

Q_о, кВтV_х.а.*10^-3, м³V_воз, м³/чF, м²N_эл, кВт
7,2	14,9	4600	33,2	0,26

Проверочный расчет требуемой объемной подачи воздуха в камеру:

C_{р воз}=1000 Дж/кг* ºК: ρ_воз=1,4 кг/ м³

V_воз=34073*3600/(1000*1,4*(-20-(-33)))=6740 м³/ч

Камера №9

t_пм=-25ºС

Тепловая нагрузка на приборы охлаждения:

=24317*1,2=29180 Вт

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителей:

К_по=18,1 Вт/(м²*ºК)

F_по=29180/(18,1*(-25-(-33)))=201,5 м²

Принимаем пять воздухоохладителей в камере.

Площадь поверхности теплообмена одного воздухоохладителя:

=201,5/5=40,3 м²

Принимаем воздухоохладитель марки ВН402G85.

Таблица 25

Характеристика воздухоохладителя марки ВН402G85

Q_о, кВт	V_х.а.*10^-3, м³	V_воз, м³/ч	F, м²	N_эл, кВт
9,7	20,2	6400	44,8	0,32

Проверочный расчет требуемой объемной подачи воздуха в камеру:

C_{р воз}=1000 Дж/кг* ºК: ρ_воз=1,42 кг/ м³

V_воз=29180*3600/(1000*1,42*(-25-(-33)))=9247 м³/ч

Камера №10

t_пм=0ºС

Тепловая нагрузка на приборы охлаждения:

=9038*1,2=10846 Вт

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителей:

К_по=23,01 Вт/(м²*ºК)

F_по=10846/(23,01*(0-(-10)))=47 м²

Принимаем два воздухоохладителя в камере.

Площадь поверхности теплообмена одного воздухоохладителя:

=47/2=23,5 м²

Принимаем воздухоохладитель марки ВН352Е85

Таблица 26

Характеристика воздухоохладителя марки ВН352Е85

Q_о, кВт	V_х.а.*10^-3, м³	V_воз, м³/ч	F, м²	N_эл, кВт
6,0	11,4	5000	24,9	0,26

Проверочный расчет требуемой объемной подачи воздуха в камеру:

C_{р воз}=1000 Дж/кг* ºК: ρ_воз=1,28 кг/ м³

V_воз=10846*3600/(1000*1,28*(0-(-10)))=3050,4 м³/ч

Вместимость испарительных систем по хладагенту

Таблица 27

Характеристика камерных приборов

Название камеры	t_пм, ºС	t_о, ºС	F_рас., м²	Тип и марка воздухо- охладителя	F_приб., м²	V^во_х.а.*10^-3, м³	К-во n, шт.	Вместим. (требуемая) по камерам V_х.а., м³	Расход воздуха по камерам V_воз, м³/ч
1. Хранение сыра	+4	48,8	ВО, ВС352D360	28,3	9,7	2	0,0194	9600
2. Хранение овощей и фруктов	+2…-1	-10	268,6	ВО, ВС403Е60	69,4	22,5	4	0,090	38400
3. Хранении овощей	0…-1	-10	311	ВО, ВН404G85	90,8	39	4	0,156	51200
3. Хранение мяса	-20	-33
4. Хранении овощей	0…-1	-10	320,9	ВО, ВН404G85	90,8	39	4	0,156	51200
4. Хранение мяса	-20	-33
5. Морозильные аппараты АСМ-300А		-40				128	2	0,256
6. Хранение мяса	-20	-33	34	ВО, ВН353Е85	37,7	16,5	1	0,0165	7500
7. Хранение рыбы	-25	-33	181,3	ВО, ВН352G85	33,2	14,9	6	0,0894	27600
8. Хранение мяса	-20	-33	144,8	ВО, ВН352G85	33,2	14,9	5	0,0745	23000
9. Хранение рыбы	-25	-33	201,5	ВО, ВН402G85	44,8	20,2	5	0,101	32000
10. Экспедиция	0	-10	47	ВО, ВН352Е85	24,9	11,4	2	0,0228	10000

- Первый температурный режим, t_о=-10ºС:

∑V_х.а.= м³

∑V_х.а.=0,0194+0,09+0,156+0,156+0,0228=0,4442 м³

Второй температурный режим, t_о=-33ºС:

м³

∑V_х.а.=0,156+0,156+0,0165+0,0894+0,0745+0,101=0,5934 м³

Третий температурный режим, t_о=-40ºС:

м³

∑V_х.а.=0,256 м³

3.7 Расчет и подбор конденсатора

На крупных холодильных установках обычно устанавливают общие конденсаторы для всех компрессоров, работающие на разные температуры кипения. Испарительный конденсаторы устанавливаем на открытой площадке вне пределов машинного отделения, что позволяет уменьшить его размеры.

Подбор конденсаторов производится по площади теплопередающей поверхности:

F= м²,

F_кд=F*1,5 м²,

где ∑Q_кд - суммарная тепловая нагрузка на конденсатор, Вт;

q_f - плотность теплового потока в конденсаторе, Вт (для испарительного конденсатора 1000…4000 Вт/(м²* ºК).

Вт

∑Q_кд=289137+150732+99385=539254 Вт

F=539254/3000=179,75 м²

F_кд=179,75*1,5=269,25 м²

Принимаем три испарительных конденсатора марки МИК 1-100-Н.

Таблица 28

Характеристика испарительного конденсатора марки МИК 1-100-Н

Q, кВт	F, м²	V_в, м³/с	V_вод, м³/ч	N_эл, кВт	Габаритные размеры, мм			Масса, кг
					длина	ширина	высота
250	96,6	5	24+0,3	2,2	1080	2530	2655	1300

3.8 Расчет и подбор ресиверов

.8.1 Расчет и подбор циркуляционного ресивера

Циркуляционные ресиверы устанавливаются в насосных схемах подачи хладагента в испарительную систему и подбираются отдельно для каждой температуры кипения.

Расчет геометрической емкости циркуляционного ресивера зависит от способа подачи хладагента в испарительную систему (нижняя, верхняя) и от исполнения ресивера (вертикальный, горизонтальный).

Первый температурный режим, t_о=-10ºС:

Принимаю: циркуляционный ресивер типа РКЦ, подачу хладагента в испарительную систему - верхнюю.

Геометрическую емкость циркуляционного ресивера типа РКЦ, с верхней подачей хладагента в испарительную систему, определяем по формуле:

м³

где, V_н.т.- внутренний обьем нагнетательного трубопровода, м³,

V_в.т.-внутренний обьем всасываемого трубопровода (сливного), м³

V_в.о.- обьем воздухоохладителей по хладагенту, данного температурного режима, м³

V_н.т.=0,04*V_в.о. м³

V_в.т.=0,06*V_в.о..м³

V_н.т.=0,04*0,4442=0,018 м³

V_в.т.=0,06*0,4442=0,027 м³

V_ц.р.=3*(0,018+0,5*0,4442+0,4*0,027)=0,75 м³

Подбираем циркуляционный ресивер маки РКЦ-1,25.

Таблица 29

Характеристика циркуляционного ресивера маки РКЦ-1,25

Вместимость, м³	L^*_ап, м	Размеры, мм	Масса, кг
		диаметр х длина
1,25	850	1020 х 2200	1200

* Расстояние между парожидкостными и паровыми патрубками

Второй температурный режим, t_о=-33ºС:

Принимаю: циркуляционный ресивер типа РКЦ, подачу хладагента в испарительную систему - верхнюю.

V_н.т.=0,04*0,5934=0,024 м³

V_в.т.=0,06*0,5934=0,036 м³

V_ц.р.=3*(0,024+0,5*0,5934+0,4*0,036)=1,0 м³

Подбираем циркуляционный ресивер марки РКЦ-1,25.

Третий температурный режим, t_о=-40ºС:

Принимаю: циркуляционный ресивер типа РКЦ, подачу хладагента в испарительную систему - верхнюю.

V_н.т.=0,04*0,256=0,0102 м³

V_в.т.=0,06*0,256=0,0154 м³

V_ц.р.=3*(0,0102+0,5*0,256+0,4*0,0154)=0,433 м³

Подбираем циркуляционный ресивер марки РКЦ-1,25.

.8.2 Расчет и подбор линейного ресивера

Емкость линейного ресивера с верхней подачей хладагента в приборы охлаждения определяем по формуле:

м³

где ∑V_в.о.- суммарный объем воздухоохладителей по хладагенту всех температурных режимов, м³

∑V_в.о=0,4442+0,5934+0,256=1,2936 м³

V_л.р.≥(0,43*1,2936*1,2)/0,8=0,67 м³

Подбираем два линейных ресивера, один из которых является дренажным, РЛД-1,25.

Таблица 30

Характеристика линейного ресивера маки РД-1,25

Вместимость, м³	Размеры, мм	Масса, кг
	диаметр х длина
1,25	1020 х 2100	940

3.9 Расчет и подбор регенеративных теплообменников

.9.1 Расчет и подбор регенеративного газового теплообменника

Расчет газового теплообменника сводится к определению площади теплообменной поверхности, по которой подбирают один или более теплообменников с суммарной площадью поверхности, равной расчетной. Теплообменники рассчитываются и подбираются отдельно для каждого температурного режима.

Площадь теплопередающей поверхности определяем по формуле:

м²

где Q_т - тепловая нагрузка на газовый теплообменник, кВт,

К_т - коэффициент теплопередачи газового теплообменника (для R-22: 0,180…0,280), кВт,

θ_m - среднелогарифмическая разность температур, ºС,

Q_т=G_а*(i₃-i₄) кВт - для одноступенчатого цикла, рис. 6,

Q_т=G_а^вс *(i_5`-i₆) кВт - для двухступенчатого цикла, рис. 8, 10,

ºС - для одноступенчатого цикла, рис. 6,

ºС - для двухступенчатого цикла, рис. 8, 10.

Первый температурный режим, t_о=-10 ºС:

Q_т=1,52*(249,2-239,2)=15,2 кВт

θ_m=((31,3-(-10))-(40-10))/(2,3*lg((31,3-(-10))/(40-10))=40,6 ºС

F_т=15,2/(0,2*40,6)=1,87 м²

Подбираем кожухозмеевиковый газовый теплообменник марки ТФ-80.

Таблица 31

Характеристика кожухозмеевикового газового теплообменника марки ТФ-80

Площадь теплопередающей поверхности F_т, м²	Размеры, мм
	диаметр	длина
2,3	273	1106

Второй температурный режим, t_о=-33 ºС:

Q_т=0,76*(250-240)=7,6 кВт

θ_m=((33-(-33))-(40-13))/(2,3*lg((33-(-33))/(40-13))=59,1 ºС

F_т=7,6/(0,2*59,1)=0,643 м²

Подбираем кожухозмеевиковый газовый теплообменник марки ТФ₃-50.

Таблица 32

Характеристика кожухозмеевикового газового теплообменника марки ТФ₃-50

Площадь теплопередающей поверхности F_т, м²	Размеры, мм
	диаметр	длина
0,9	134	711

Третий температурный режим, t_о=-40 ºС:

Q_т=0,54*(250-241,3)=4,7 кВт

θ_m=((33-(-40))-(40-(-20)))/(2,3*lg((33-(-40))/(40-(-20)))=66,3 ºС

F_т=4,7/(0,2*66,3)=0,354 м²

Подбираем два кожухозмеевиковых газовых теплообменника марки ТФ-50м.

Таблица 33

Характеристика кожухозмеевикового газового теплообменника марки ТФ-50м

Площадь теплопередающей поверхности F_т, м²	Размеры, мм
	диаметр	длина
0,5	134	711

.9.2 Расчет и подбор регенеративного жидкостного теплообменника

Расчет жидкостного, также как и газового, теплообменника сводится к определению площади теплообменной поверхности, по которой подбирают один или более теплообменников с суммарной площадью поверхности, равной расчетной. Теплообменники рассчитываются и подбираются отдельно для каждого температурного режима.

Площадь теплопередающей поверхности определяем по формуле:

м²

К_т=0,280…0,400 - для R-22

Q_т=G_а^нс*(i₆-i₇) кВт - для двухступенчатого цикла, рис. 8, 10,

ºС,

где, t_пр - промежуточная температура, температура в точке 8, ºС.

Второй температурный режим, t_о=-33 ºС:

Q_т=0,633*(240-207)=20,9 кВт

θ_m=((33-0)-(6-0))/(2,3*lg((33-0)/(6-0)))=15,9 ºС

F_т=20,9/(0,34*15,9)=3,87 м²

Подбираем кожухозмеевиковый жидкостной теплообменник марки ТФ₁-100.

Третий температурный режим, t_о=-40 ºС:

Q_т=0,43*(241,3-200)-17,6 кВт

θ_т=((33-(-5))-(0-(-5)))/(2,3lg*((33-(-5))/(0-(-5)))=16,3 ºС

F_т=17,6/(0,34*16,5)=3,2 м²

Подбираем кожухозмеевиковый жидкостной теплообменник марки ТФ₁-100.

Таблица 34

Характеристика кожухозмеевикового газового теплообменника марки ТФ₁-100

Площадь теплопередающей поверхности F_т, м²	Размеры, мм
	диаметр	длина
4,8	280	1120

3.10 Расчет и подбор насосов

.10.1 Расчет и подбор водяного насоса

Водяной насос подбирают по объемной подачи и создаваемому давлению (напору).

Требуемую объемную подачу находим по формуле:

м³/ч

где C_р=4,174 кДж/(кг *ºС) - теплоемкость воды при температуре конденсации,

ρ=992,2 кг/ м³ - плотность воды при температуре конденсации,

∆t=2ºС - разность температур воды на входе и выходе из конденсатора.

V_в.н.=(539,254/(4,174*992,2*2))*3600=205 м³/ч

Подбираем два водяных насоса, один из которых является резервным, марки К200-150-250.

Таблица 35

Характеристика водяного насоса марки К200-150-250

Объемная подача V_в.н., м³/ч	Напор Н_в.н., м	Мощность электродвигателя N_эл, кВт	Размер, мм	Масса, кг
			Длина х ширина х высота
315	20	30	1455х575х555	440

3.10.2 Расчет и подбор хладоновых насосов

Насосы хладагента подбирают по значению объемной подачи (производительности) и давлению Р, Па, развиваемому ими, или напору Н, м.

Объемная подача хладагента:

м³/ч,

где n - кратность циркуляции (6…15 - с верхней подачей хладагента в приборы охлаждения),

r_о_i - скрытая теплота парообразования хладагента при температуре кипения, кДж/кг

ρ_о_i - плотность хладагента при температуре кипения, кг/ м³.

Первый температурный режим, t_о=-10 ºС:

Принимаю кратность циркуляции равной 6.

ρ_о_i=1318 кг/ м³

r_о_i=214,36 кДж/кг

V_н.х.а.=(248,952*6/(214,36*1318))*3600=19 м³/ч

Подбираем два насоса хладагента, один из которых являются резервным, марки САМ 3/2.

Второй температурный режим, t_о=-33 ºС:

Принимаю кратность циркуляции равной 10.

ρ_о_i=229,34 кг/ м³

r_о_i=1390,55 кДж/кг

V_н.х.а.=(248,952*10/(229,34*1390,55))*3600=13,2 м³/ч

Подбираем два насоса хладагента, один из которых являются резервным, марки САМ 3/2

Таблица 36

Характеристика насоса хладагента марки САМ 3/2

Объемная подача V_н.х., м³/ч		Марка электродвигателя	Мощность электродвигателя N_эл, кВт	Масса, кг
минимальная	максимальная	СКР_х х 12,0	12	150
6	30

Третий температурный режим, t_о=-40ºС:

Принимаю кратность циркуляции равной 10.

ρ_о_i=1410,5 кг/ м³

r_о_i=223,5 кДж/кг

V_н.х.а.=(248,952*10/(223,5*1410,5))*3600=9,3 м³/ч

Подбираем два насоса хладагента, один из которых являются резервным, марки САМ (R) 2/3.

Табица 37

Характеристика насоса хладагента марки САМ (R) 2/3

Объемная подача V_н.х., м³/ч

Марка электродвигателя

Мощность электродвигателя N_эл, кВт

Масса, кг

минимальная

максимальная

AGX х 4,5

4,5

Подбираем маслосборник марки 60МЗС.

Таблица 38

Характеристика маслосборника марки 60МЗС

Размеры, мм		Вместимость, м³	Масса, кг
d х s	ширина х высота
325х8	645х1200	0,06	81

3.12 Расчет и подбор магистральных трубопроводов

Расчет состоит в определении диаметра и учета потери давления в магистральных трубопроводах холодильного агента (жидкостном, всасывающем, нагнетательном).

Расчет диаметра трубопровода, соединяющие отдельные аппараты с магистральным трубопроводом, можно не производить.

Расчет трубопроводов состоит в определении его диаметра.

Диаметр трубопровода определяем по формуле:

м,

где, G - количество хладагента проходящего по трубопроводу, кг/с,

υ - удельный объем рабочего вещества, м³/кг,

ω - скорость движения рабочего вещества в трубопроводе, м/с.

Полученный расчетом внутренний диаметр округляем до стандартного ближайшего размера, который выбираем по ГОСТ 8734-75.

Падение давления в трубопроводе DР, Па, складывается из потерь на трения по длине трубопровода DРе и потерь давления на местные сопротивления DР_x.

DР=DРе+DР_x=l_тр(l+Sl_э)W² r/(2d_в),

где l_тр - коэффициент сопротивления трения;

l - длина трубопровода, м;

l_э- сумма эквивалентных длин всех местных сопротивлений

трубопровода, м;

r - плотность рабочего вещества, кг/м³.

Все необходимые данные для расчетов и результаты расчетов представлены в таблице.

Масса холодильного агента, используемая в расчетах, пересчитана для установленных компрессоров.

Диаметры трубопроводов, не представленных в расчете, следует принимать в соответствии с диаметрами патрубков на аппарате.

Потери давления в трубопроводах, идущих от циркуляционных насосов, не фиксируются, так как падение давления в них положительный процесс.

Таблица 39

Исходные данные

t_0,⁰С	Трубопроводы	Масса вещества, протекающего по трубе G, кг/с	Удельный объём v,м³/кг	Скорость движения w,м/с	Эмпирический коэффициент А	Длина трубопровода, l,м	Коэффициент сопротивления по длине трубы λ_тр	Допустимое падение давления ∆p_{доп, КПа}
- 40⁰С	Всасыв. От ЦР до ГТО	0,43	0,22	12	516	6,8	0,03	9,45
	Всас. От ГТО до КМ	0,43	0,22	12	645	5	0,025	9,45
	Нагнет.	0,54	0,0215	18	627	9,5	0,025	37
	Жид. с РС до ГТО	0,54	0,000885	0,5	444	14	0,035	24,5
	Жид. с ГТО до ЖТО	0,54	0,000885	0,5	18	0,5	0,035	24,5
	Жид. с ЖТО до ЦР	0,43	0,000885	0,5	18	9,3	0,035	24,5
	Жид. на насос	3,84	0,000711	1	800	1,5	0,035	24,5
	Жид. с насоса	3,84	0,000711	1,2	573	4	0,035	24,5
-33⁰С	Всасыв. От ЦР до ГТО	0,633	0,170	12	516	6,8	0,03	12,1
	Всас. От ГТО до КМ	0,633	0,170	12	645	5	0,025	12,1
	Нагнет.	0,76	0,0203	18	627	9,5	0,025	37
	Жид. с РС до ГТО	0,76	0,000885	0,5	444	15,5	0,035	24,5
	Жид. с ГТО до ЖТО	0,76	0,000885	0,5	18	1	0,035	24,5
	Жид. с ЖТО до ЦР	0,633	0,000855	0,5	18	9,3	0,035	24,5
	Жид. на насос	11,55	0,0007215	1	800	1,5	0,035	24,5
	Жид. с насоса	11,55	0,0007215	1,2	573	4	0,035	24,5
- 10⁰С	Всасыв. От ЦР до ГТО	1,52	0,071	12	516	6,8	0,03	24,4
	Всас. От ГТО до КМ	1,52	0,071	12	645	4	0,025	24,4
	Нагнет.	1,52	0,019	18	627	8,3	0,025	37
	Жид. с РС до ГТО	1,52	0,00885	0,5	444	17	0,035	24,5
	Жид. с ГТО до ЦР	1,52	0,00885	0,5	18	6,8	0,035	24,5
	Жид. на насос	11	0,00076	1	800	1,5	0,035	24,5
	Жид. с насоса	11	0,00076	1,2	573	4	0,035	24,5
	Магистр. нагнет.	0,54 0,76/1,52	0,0125 0,0203/0,019	18	18	8	0,025	37
	Жид. с КД на ЛР	2,82	0,000885	0,8	462	2,5	0,035	1,2
	Жид. с ЛР на РС	2,82	0,000885	0,8	444	19	0,035	24,5
	Водяной всас.	28,94	0,001	2	390	2	0,04	150
	Водяной наг.	28,94	0,001	2,3	609	15,7	0,04	150
	Предохр. для аппаратов высок. давл.	F=25 м²	0,0113	20	r=152,8 кДж/кг		0,033	-
	Предохр. для аппаратов низ. давл.	F=10 м²	0,0113	20	r=164 кДж/кг		0,035	-

Таблица 40

Результат расчета

t_0,⁰С	Трубопроводы	Скорость движения w,м/с	Внутренний диаметр, мм	Наружный диаметр х толщ. стенок, мм	Доп. падение давления, КПа	Длина м	Падение давления, КПа
- 40 ⁰С	Всасыв. От ЦР до ГТО	7,71	125	133 х 4	9,45	6,8	2,311
	Всас. От ГТО до КМ	7,71	125	133 х 4	9,45	5	2,313
	Нагнет.	5,91	50	57 х 3,5	37	9,5	16,607
	Жид. с РС до ГТО	0,38	40	45 х 2,5	24,5	14	2,271
	Жид. с ГТО до ЖТО	0,38	40	45 х 2,5	24,5	0,5	0,087
	Жид. с ЖТО до ЦР	0,47	40	45 х 2,5	24,5	9,3	1,366
	Жид. на насос	0,47	70	76 х 3,5	24,5	1,5	11,6
	Жид. с насоса	0,76	70	76 х 3,5	24,5	8,899
-33 ⁰С	Всасыв. От ЦР до ГТО	8,77	125	133 х 4	12,1	6,8	3,87
	Всас. От ГТО до КМ	8,77	125	133 х 4	12,1	5	3,873
	Нагнет.	7,86	50	57 х 3,5	37	9,5	31,059
	Жид. с РС до ГТО	0,34	50	57 х 3,5	24,5	15,5	1,75
	Жид. с ГТО до ЖТО	0,34	50	57 х 3,5	24,5	1	0,088
	Жид. с ЖТО до ЦР	0,45	50	57 х 3,5	24,5	9,3	0,984
	Жид. на насос	0,68	125	133 х 4	24,5	1,5	9,082
	Жид. с насоса	1,06	100	108 х 4	24,5	4	16,739
-10 ⁰С	Всасыв. От ЦР до ГТО	8,79	125	133 х 4	24,4	6,8	9,32
	Всас. От ГТО до КМ	8,79	125	133 х 4	24,4	4	9,218
	Нагнет.	7,5	70	76 х 3,5	37	8,3	27,623
	Жид. с РС до ГТО	0,35	70	76 х 3,5	24,5	17	1,659
	Жид. с ГТО до ЦР	0,35	70	76 х 3,5	24,5	6,8	0,278
	Жид. на насос	0,68	125	133 х 4	24,5	1,5	8,677
	Жид. с насоса	1,06	100	108 х 4	24,5	4	15,992
	Магистр. нагнет.	7,5	70	76 х 3,5	37	8	4,595
	Жид. с КД на ЛР	0,32	100	108 х4	1,2	2,5	0,972
	Жид. с ЛР на РС	0,65	70	76 х 3,5	24,5	19	5,949
	Водяной всас.	1,26	171	180 х 4,5	150	15,7	3,487
	Водяной наг.	1,64	150	165 х 4	150	15,7	6,58
	Предохр. для аппаратов высок. давл.	14,71	40	45 х 2,5	-	-	-
	Предохр. для аппаратов низ. давл.	17,6	25	32 х 2	-	-	-

.13. Описание работы холодильной установки

Одноэтажный распределительный холодильник емкостью 2500 т, предназначен для хранения различных продуктов, как мороженных, так и охлажденных.

Груз поступает на холодильник как железнодорожным, так и автомобильным транспортом. Доставка товара в торговую сеть осуществляется автомобильным и железнодорожным транспортом. В холодильнике предусмотрен один сквозной коридор шириной шесть метров, имеющий выход на обе платформы.

Здание холодильника включает в себя 10 камер. Для уменьшения теплопритоков камеры сгруппированы в два температурных отсека: камеры с высокотемпературным режимом; камеры с низкотемпературным режимом.

На проектируемом распределительном холодильнике предусмотрено три температурных режима:

Первый температурный режим: t_о=-10 ºС;

Второй температурный режим: t_о=-33 ºС;

Третий температурный режим: t_о=-40 ºС.

Применяемый хладагент на данном холодильнике - фреон R-22. Система охлаждения камер - непосредственная с принудительным движением воздуха, верхней подачей хладагента в испарительную систему.

Первый температурный режим, t_о=-10 ºС.

Данный температурный режим объединяет камеры хранения «охлажденных продуктов»: овощей, фруктов, сыров (камеры №1, №2, №3, №4); экспедицию (камера №10). На этот режим работает один винтовой компрессорный агрегат, фирмы «ГРАССО» типа КН с горизонтальным маслоотделителем, по одноступенчатому регенеративному циклу с газовым теплообменником. Заполнение испарительной системы осуществляется насосом марки САМ 3/2 из циркуляционного ресивера маки РКЦ-1,25.

Непосредственно в камерах установлены воздухоохладители следующих марок:

Камера №1 (хранение сыров) - один ВС352D360;

Камера №2 (хранение овощей, фруктов) - четыре ВС403Е60;

Камера №3, универсальная (хранение овощей/мясо) - четыре ВН404G85;

Камера №4, универсальная (хранение овощей /мясо) - четыре ВН404G85.

Второй температурный режим, t_о=-33ºС.

Данный температурный режим объединяет камеры хранения мороженых грузов: мясо блочное, в полутушах, мясные полуфабрикаты, рыба (камеры №3, №4, №6, №7, №8, №9). На этот режим работает один двухступенчатый винтовой компрессорный агрегат, фирмы «ГРАССО» типа LN с горизонтальным маслоотделителем, по двухступенчатому регенеративному циклу с двумя теплообменниками (ГТО и ЖТО). Заполнение испарительной системы осуществляется насосом марки САМ 3/2 из циркуляционного ресивера маки РКЦ-1,25.

Непосредственно в камерах установлены воздухоохладители следующих марок:

Камера №3, универсальная (хранение овощей/мясо) - четыре ВН404G85;

Камера №4, универсальная (хранение сыров/мясо) - четыре ВН404G85;

Камера №6 (хранение мясных полуфабрикатов) - один ВН353Е85;

Камера №7 (хранение рыбы) - шесть ВН352G85;

Камера №8 (хранение мясных полуфабрикатов, мяса блочного) - пять ВН352G85;

Камера №9 (хранение рыбы) - четыре ВН402G85.

Третий температурный режим, t_о=-40 ºС.

На этом температурном режиме потребление холода осуществляется двумя воздушными спиральными скороморозильными аппаратами, которые расположены в камере №5. На нём работает один двухступенчатый винтовой компрессорный агрегат, фирмы «ГРАССО» типа LN с горизонтальным маслоотделителем, по двухступенчатому регенеративному циклу с двумя теплообменниками (ГТО и ЖТО). Заполнение испарительной системы осуществляется насосом марки САМ(R) 2/3 из циркуляционного ресивера маки РКЦ-1,25.

Непосредственно в камере установлено:

Два воздушных спиральных скороморозильных аппарата марки АСМ-300А.

В схему включены: три испарительных конденсатора марки МИК 1-100-Н с общей необходимой площадью теплообмена, линейный ресивер марки РЛД-1,25 для сбора сконденсированного жидкого хладагента из конденсатора. Воду в испарительный конденсатор подает насос марки К200-150-250.

Так же предусмотрен маслосборник марки 60МЗС, для выпуска масла из компрессоров и аппаратов высокого давления.

Оттайка камерных приборов охлаждения, воздушных спиральных скороморозильных аппаратов осуществляется горячими парами хладагента. Конденсат при оттайке собирается в предусмотренный для этого линейно-дренажный ресивер марки РЛД-1,25, который одновременно является резервным линейным ресивером.

Для заправки масляной системы компрессоров смазочным маслом в машинном отделении установлен агрегат централизованной смазки.

Заправка хладагентом осуществляется из баллонов от заправочного коллектора.

Удаление влаги из хладагента осуществляется при помощи фильтра осушителя.

Проектом предусмотрено запасное оборудование:

один двухступенчатый винтовой компрессорный агрегат, фирмы «ГРАССО» типа LN с горизонтальным маслоотделителем;

по одному резервному насосу хладагента для каждого температурного режима таких же марок, как и рабочие;

- один резервный водяной насос марки соответствующей рабочему.

продукт холодильный компрессор изоляция

4. Автоматизация холодильной установки

Под автоматизацией понимают комплекс технических мероприятий, частично или полностью исключающих присутствие людей в том или ином технологическом процессе.

В последнее время, большое внимание в разработке и эксплуатации холодильного оборудования уделяется различным видам ее автоматизации. Системы автоматического регулирования, контроля и защиты способны сократить при эксплуатации до минимума число обслуживающего персонала и тем самым уменьшить расходы на содержание холодильника в целом.

Автоматизацию холодильной установки осуществляют в целях повышения экономической эффективности и обеспечения безопасности работ обслуживающего персонала. Повышение экономической эффективности достигается вследствие уменьшения эксплуатационных расходов и затрат на ремонт оборудования, а безопасность эксплуатации - применением автоматических устройств, защищающих холодильную установку от работы в опасных режимах.

Система автоматизации построена по принципу: датчик - задатчик - регулирующий элемент - исполнительный механизм.

В общем случае система автоматизации выполняет четыре основных функции:

система автоматической защиты;

система дистанционного контроля параметров работы холодильной установки;

система автоматического регулирования;

система автоматического управления.

4.1 Система автоматической защиты

В процессе эксплуатации холодильной установки возможно возникновение различных неисправностей в системах (отклонения от оптимального режима работы холодильной установки), что может привести к опасным режимам работы холодильной установки: повышение давления и температуры нагнетания, понижение давления всасывания, повышение температуры масла после масляного холодильника, повышение уровня жидкости в аппаратах, прекращение смазки трущихся пар, падение давления в системе смазки компрессоров, отсутствие охлаждающей воды и т.д.

Без принятия своевременных мер возможны повреждения или разрушения компрессоров, теплообменных аппаратов или других элементов установки.

В проектируемой холодильной установке предусматривается следующие виды защиты:

1) Защита компрессора от понижения давления всасывания

Обеспечивается реле низкого давления RT1 (позиции 17, 83, 133). При достижении установочного давления всасывания посылается сигнал на отключение электродвигателя компрессора и включение сигнальной лампы на щите управления, а также включение звуковой сигнализации.

2) Защита компрессора от отсутствия подачи масла

Защита обеспечивается вентиль контроля протока Danfoss FZ (позиции 60, 113, 161). При срабатывании защиты происходит отключение электродвигателя компрессора и включается световая и звуковая сигнализация.

) Защита масляного насоса от падения напора, защита масляного фильтра от засорения

Обеспечивается дифференциальным реле МР55 (позиции 48, 56; 58, 59; 101, 104; 111, 112; 150, 154; 159, 160), при срабатывании которого происходит отключение электродвигателя компрессора и включается световая и звуковая сигнализация.

4) Защита компрессора от повышения давления нагнетания

Обеспечивается реле давления RT5 (позиции 31, 61, 120, 105, 152). При срабатывании данной защиты происходит отключение электродвигателя компрессора и включение сигнальной лампы на щите управления, а также включение звуковой сигнализации.

5) Защита компрессора от повышения температуры нагнетания

Обеспечивается температурным реле RT107 (позиции 64, 69, 94, 127, 137). При срабатывании защиты происходит отключение электродвигателя компрессора и включение световой и звуковой сигнализации.

6) Защита компрессора от повышения температуры масла

Обеспечивается температурным реле Danfoss RT101 (позиции 51, 106, 155). При его срабатывании происходит отключение двигателя компрессора и включение световой и звуковой сигнализации.

7) Защита винтового компрессора предусматривает защиту компрессора от низкой температуры масла

Защита осуществляется с помощью температурного реле RT101 (позиции 42; 95, 138,), при срабатывании которого не происходит включение электродвигателя компрессора, а включаются ТЭНы (43, 99, 145), расположенные в маслосборнике (прогрев масла осуществляется до достижения значения в 15^оС). Также включается световая и звуковая сигнализации.

8) Защита циркуляционного ресивера от переполнения и компрессора от влажного хода

Обеспечивает реле уровня AKS38 (позиции 44, 47, 89, 92, 146, 149), датчик которого установлен на циркуляционном ресивере. При срабатывании этого реле происходит выключение электродвигателя компрессора и включение световой и звуковой сигнализации.

В соответствии с Правилами безопасной эксплуатации фреоновых холодильных установок предусматривается дублирование приборов защиты по верхнему уровню холодильного агента с одинаковыми уставками для предотвращения аварийных ситуаций.

9) Защита линейного ресивера от превышения значения максимального уровня фреона для предотвращения подтопления конденсатора

Осуществляется с помощью реле уровня Danfoss AKS38 (позиции 1, 3, 51, 54). При срабатывании этих приборов выключается электродвигатель компрессора и включается световая и звуковая сигнализация.

10) Защита насосов холодильного агента от потери производительности

Осуществляется по разности давления нагнетания и всасывания (позиции 25, 27; 39, 36; 72, 74; 84, 80; 123, 126; 140, 136). Защита организуется с помощью дифференциального реле давления насоса МР55 . При достижении недопустимого перепада давлений реле выключает электродвигатель компрессора, одновременно включается световая и звуковая сигнализация.

11) Защита насосов подачи воды в конденсатор от потери производительности

Осуществляется по разности давления нагнетания и всасывания (позиции 6, 9). Защита организуется с помощью реле давления МР55. При достижении недопустимого перепада давлений, автоматически выключается электродвигатель привода насоса, соленоидный вентиль на подаче холодильного агента в испаритель. Одновременно включается световая и звуковая сигнализация.

12) Защита электродвигателей

На всех электродвигателях, входящих в состав холодильной установки предусмотрена встроенная электрозащита, в которую входит тепловое реле.

13) Защита аппаратов и сосудов от недопустимого избыточного давления

На всех аппаратах и сосудах холодильной установки предусмотрены сдвоенные предохранительные клапана, соединенные в общую аварийную линию (18 а).

Система автоматической защиты не допускает работу холодильной установки в аварийном режиме. Тем самым обеспечивается безопасность эксплуатации и сохранения оборудования. Автоматическая защита должна иметь высокую степень надежности, это достигается включением дублирующих приборов с одинаковыми настройками и дополнительных приборов с настройками ниже аварийных, а также применением приборов автоматики, имеющих более высокую степень надежности.

Действие автоматической защиты сводится к выключению холодильной установки в целом или отдельных ее составляющих при достижении опасных значений любых контролируемых параметров, в качестве которых выбирают те параметры, которые дают наиболее полную информацию об отклонениях в работе холодильной установки от оптимального режима работы.

После возвращения параметра в нормальное положение, автоматическое включение холодильной установки в работу, запрещено до выяснения причин срабатывания защиты и устранения причин ее вызванных.

Примечание. Защита компрессоров и аппаратов, входящих в состав холодильной установки, но не указанных на схеме, аналогична выше перечисленным.

4.2 Система автоматического управления и регулирования

Системы автоматического регулирования предусматривает пуск и остановку холодильной машины по достижению установленных параметров; изменение холодопроизводительности компрессоров в зависимости от тепловой нагрузки; заполнение аппаратов и сосудов холодильным агентом; изменение количества охлаждающей воды, подаваемой на водяные конденсаторы, в зависимости от тепловой нагрузки.

При запуске производится пуск масляного насоса компрессора (позиции 45, 102, 153) (насос работает до момента достижения давления масляной системы порядка 11-13 кг/см²).

В цикле двухступенчатого сжатия, при подаче электрического питания на контакты магнитного пускателя электродвигателя компрессоров (позиции 18, 20, 79, 82,) открывается соленоидный вентиль EVR впрыска холодильного агента в ЖТО (позиция 8, 76), происходит пуск компрессора высокой ступени, затем происходи пуск компрессора низкой ступени и открытие соленоидных вентилей EVR на выходе пара хладагента из прибора охлаждения (позиция 172, 177) и подачи жидкого хладагента в приборы охлаждения (позиция 175, 180).

В цикле одноступенчатого сжатия, при подаче электрического питания на контакты магнитного пускателя электродвигателя компрессора (позиция 129) открывается соленоидных вентилей EVR на выходе пара хладагента из прибора охлаждения (позиция 170) и подачи холодильного агента в приборы охлаждения (позиция 168).

Автоматизация процесса регулирования холодопроизводительности компрессоров сводится к изменению положения поршня золотникового устройства с помощью гидросистемы. Направлением перемещения золотникового устройства управляют соленоидные вентиля (позиции 62, 63, 65, 66, 70, 71, 71А, 77; 114, 115, 116, 117, 121; 125, 128, 130, 162, 163, 164, 165) в зависимости от давления всасывания.

Регулирование температуры воздуха в камере (морозильном аппарате) необходимо для сохранения качества хранения продуктов. Регулирование обеспечивается с помощью датчика температуры Danfoss RT11 (позиции 182, 183, 195). При достижении требуемой температуры в камере, подается сигнал на закрытие термоэжекционного вентиля на входе из приборов охлаждения, и они выключится из работы. При повышении температуры в камере на величину выставленного дифференциала, осуществляется включение охлаждающих приборов в работу путем открытия термоэжекционного вентиля (позиции 167, 174, 179).

Заполнение циркуляционного ресиверов осуществляется с помощью датчика уровня AKS41 (позиции 46, 91, 148) и соленоида EVR (позиции 13, 57, 110). Применение данной электронной системы регулирования уровня дает более точное заполнение сосуда, а также практически исключает работу компрессора влажным ходом.

Оттайка осуществляется при помощи дифференциального реле протока (позиции 183, 188; 189, 192; 198, 203), соленоидных вентилей EVR (позиция 166, 168, 169, 170; 171, 172, 173, 175; 176, 177, 178, 180, 175, 177). Вывод из оттайки осуществляется при помощи датчика температуры RT101 (позиция 187, 197, 199) который подает сигнал на пуск электродвигателя воздухоохладитель (позиция 184, 202, 204).

.3 Система автоматической сигнализации и дистанционного контроля параметров

В проектируемой холодильной установке предусматриваются следующие виды сигнализации: аварийная (световая сигнализация загорается красным цветом) и рабочая (световая сигнализация загорается зеленым цветом) с указанием контролируемых параметров. Вся сигнализация сосредоточена на пульте управления в ЦПУ.

Аварийная сигнализация предусматривает контроль следующих параметров: низкого давления всасывания компрессора, высокого давления нагнетания компрессора, перепада давления смазки в масляной системе, высокой температуры нагнетания, высокой температуры масла после масляного холодильника, аварийного уровня хладагента в циркуляционном и линейном ресиверах.

Рабочая сигнализация обеспечивает информацию о работе агрегатов, наличие напряжения в цепях схем автоматизации. Такая сигнализация обеспечивается магнитными пускателями этих аппаратов или соответствующими термореле и реле уровня.

Рабочая сигнализация информирует о следующих параметрах работы холодильной установки: режимы работы компрессоров, рабочие режимы насосов холодильного агента, высокого и низкого уровня в линейном и циркуляционных ресиверах.

Сигнализация осуществляется при помощи световых сигнализаторов на щите управления. При аварийной сигнализации предусмотрена световая индикация на пульте управления в ЦПУ, а также звуковое сопровождение, а при рабочей - только световая индикация.

В камере холодильника устанавливается кнопка «человек в камере», при нажатии которой загорается лампочка на пульте управления в ЦПУ и подается звуковой сигнал.

На пульте управления в ЦПУ выводятся следующие индикации работы холодильной установки:

- работа компрессоров;

- производительность (10%, 100%) компрессоров;

работа жидкостного теплообменника;

работа скороморозильных аппаратов;

работа насосов холодильного агента;

работа вентилятора воздухоохладителя;

работа вентилятора конденсатора;

работа водяных насосов;

работа насоса хладагента;

рабочий уровень в циркуляционном ресивере;

рабочий уровень в линейном ресивере;

максимальный уровень в циркуляционном ресивере;

максимальный уровень в линейном ресивере;

потеря давления в насосе холодильного агента;

потеря давления в водяных насосах;

потеря давления в масляном насосе;

потеря давления масла на выходе из масляного фильтра;

человек в камере.

Перечень приборов автоматики и контрольно-измерительных приборов, используемых на холодильной установке, приведен в таблице 1.

Таблица 41

Приборы автоматики

Обозначение на чертеже	Наименование прибора	Марка прибора	Техническая характеристика	Место установки на холодильной установке	Настройка
1	2	3	4	5	6
17, 83, 133	Реле давления	RT1	-0,8…5 кг/см²	Всасывающий трубопровод компрессора	-0,5 кг/см²
31, 120,	Реле давления	RT5	4…17 кг/см²	Нагнетательный трубопровод компрессора низкой ступени	8 кг/см²
61, 105, 152	Реле давления	RT6W	5…25 кг/см²	Нагнетательный трубопровод компрессора высокой ступени	19 кг/см²
69,127	Реле температуры	RT107	+70…+150^оС	Нагнетательный трубопровод компрессора низкой ступени	60^оС
137	Реле температуры	RT107	+70…+150^оС	Нагнетательный трубопровод компрессора	85^оС
64, 94	Реле температуры	RT107	+70…+150^оС	Нагнетательный трубопровод компрессора высокой ступени	95^оС
51, 106, 155	Реле температуры	RT101	+25…+90^оС	Масляный трубопровод	48
48, 56, 58, 59, 101, 104, 111, 112, 150, 154, 159, 160	Дифференциальное реле давления	МР55	-1…12 кг/см²	Насосы, фильтра	1,5 кг/см²
42, 95, 138	Термостат	RT	-5…+30^оС	Маслосборник	25 ^оС
46, 91, 148	Реле уровня	AKS41	0…50%	0,15V
12	Реле уровня	AKS41	0…80%	Линейный ресивер	0…0,5V
11, 14	Поплавковое реле уровня	AKS38		Линейный ресивер	0,5V
44, 47, 89, 92, 146, 149	Поплавковое реле уровня	AKS38		Циркуляционный ресивер,	0,3V
8, 13, 57, 76, 110, 166, 168, 169, 170,171, 172, 173, 175, 176, 177, 178, 180	Соленоид	EVR		Циркуляционный ресивер, жидкостной теплообменник, трубопровод подачи жидкого хладагента в воздухоохладитель (скороморозильный аппарат), оттаивательный, всасывающий трубопровод
182	Термостат	RT	-5…+30^оС	Камера хранения	В зависимости от режима
181, 195	Термостат	RT11	-30…0^оС	Камера хранения, морозильный аппарат	В зависимости от режима
60, 113, 161	Вентиль контроля протока	FZ		Масляный трубопровод

5. Монтаж и ремонт холодильного оборудования

.1 Расчет фундаментов

Фундаменты - это специальные строительные сооружения, предназначенные для прочного и надежного закрепления оборудования на их местах, предусмотренных проектом. Фундаменты, помимо статической нагрузки от оборудования, воспринимают еще и динамические усилия, возникающие во время работы оборудования.

Фундаменты машин, воспринимающие динамические нагрузки, могут быть монолитными, сборочно-монолитными и сборочными, а также виброизоляционными. Их изготовляют из бетона или железобетона (у машин с большой массой и повышенной динамичностью).

Марки бетона, применяемого при изготовлении фундамента, должны быть: у массивных монолитных не ниже 100, а у сборных не ниже 200.

Фундамент состоит из верхней части Н₁, выступающей над полом с горизонтальной плоскостью, на которой размещается оборудование и нижней, опирающейся на грунт.

Нижняя плоскость фундамента Н₂ называется подошвой фундамента, а слой грунта, на который опирается подошва - основанием. Надежное основание предотвращает осадку фундамента и обеспечивает устойчивое положение оборудования на фундаменте. Высота подземной части фундамента называется глубиной заложения. Величина его зависит от характера грунта, уровня грунтовых вод, глубины промерзания грунта.

Высота выступающей части фундамента определяется условиями, обеспечивающими нормальную работу оборудования и удобство его обслуживания во время эксплуатации и в процессе выполнения ремонтных работ.

Наиболее простым является статический расчет фундаментов. Расчетом определяют давление создаваемое подошвой фундамента на основание и сравнивают его с нормативным . Для холодильника на территории рыбокомбината в городе Владивостоке, по географическому расположению (холодильник строится на береговой полосе) принимаем =100 кПА.

Рисунок 12 - Фундамент под оборудование: 1 - основание ( подошва); 2 - грунт «обрамной засыпки»»; 3 фундамент; 4 - уровень пола; 5 - рама оборудования; 6 - фундаментный болт; 7 - колодец фундаментного болта

В расчете приближенно учитывают степень динамичности машин с помощью коэффициента . Нормативный коэффициент характеризует несущую способность.

Несущая способность грунта тем выше, чем больше твердость породы, величина зерна, меньше влагосодержание и пластичность.

Основные типы грунтов по этому признаку можно расположить в виде возрастающего ряда: глины - суглины - супеси - пески - гравийные и частично скалистые породы.

Давление на грунт с учетом динамичности машин определяют по формуле

где, - действительное давление на грунт, кПа;

и - вес машины и фундамента, кН;

- площадь подошвы фундамента, м²;

- коэффициент динамичности;

- нормативное давление на грунт, кПа

При - фундамент устойчивый и не дает осадку.

Первоначально определяют площадь подошвы фундамента , исходя из размеров рамы и припусков по 0,1-0,2 м на каждую сторону фундамента.

Размеры верхней части фундамента в плане устанавливают, руководствуясь размерами рамы или опорных лап оборудования и необходимостью устройства колодцев под фундаментные болты.

Расположение от боковых граней и от края рамы или опорной лапы до боковой грани фундамента должно быть не менее 50 мм, а при установке болтов диаметром более 24 мм - не менее 100 мм.

От концов заделанных фундаментальных болтов до края подошвы должно быть расстояние также не менее 100 мм.

Расчет фундамента под линейный ресивер РЛД-1,25

Рисунок 13 - Фундамент под ресивер РЛД-1,25

Исходные данные: диаметр - 1020 мм, длина - 2200 мм, масса - 940 кг.

Для установки ресивера используются фундаменты в виде двух тумб, учитываем это при определении площади подошвы фундамента:

м²

F=2*0,4*1,42=1,136 м²

Высота фундамента:

Н=0,2+0,75=0,95 м

Объем фундамента:

м³

V=1,136*0,95=1,08 м³

Вес фундамента:

кН

где, - удельный вес бетона фундамента.

G_ф=1,08*25=27 кН

Масса ресивера:

где G_р=9,212 кН - масса пустого ресивера,

G_х.а.=13,867 кН - масса холодильного агента заполняющего ресивер,

G_м=9,212+13,867=23,1 кН

Давление на грунт составит

кПа < P_н

Условное расчетное давление P_н=100 кПа.

Фундамент удовлетворяет условию устойчивости.

Материал - бетон марки не менее П-200

Расчет фундамента под опоры площадки, на которой установлены три горизонтальных циркуляционных ресивера со стояком РКЦ-1,25.

Исходные данные: диаметр ресивера - 1020 мм, длина ресивера - 2200 мм, масса ресивера - 1200 кг, масса конструкции площадки - 4000 кг.

Вертикальные циркуляционные ресиверы устанавливают на металлические швеллера площадки, которые в свою очередь опираются на фундамент, состоящий из четырех тумб.

Высота площадки 2,1 м, ширина опоры (швеллер) 200мм

Рисунок 14 - Фундамент под опоры циркуляционной площадки

Для установки ресивера используются фундаменты в виде четырех тумб, учитываем это при определении площади подошвы фундамента:

F=4*0,65*0,65=1,69 м²

Высота фундамента:

Н=0,1+0,75=0,85 м

Объем фундамента:

V=1,69*0,85=1,44 м³

Вес фундамента:

G_ф=1,44*25=36 кН

Масса ресивера:

где, G_р=9,212 кН - масса пустого ресивера,

G^-10_х.а.=16,45 кН - масса холодильного агента заполняющего ресивер, первого температурного режима;

G^-33_х.а.=17,73 кН - масса холодильного агента заполняющего ресивер, второго температурного режима;

G^-40_х.а.=17,98 кН - масса холодильного агента заполняющего ресивер, третьего температурного режима;

G_м=3*9,212+16,45+17,73+17,98=80 кН

Давление на грунт составит

кПа < P_н

Условное расчетное давление P_н=100 кПа.

Фундамент удовлетворяет условию устойчивости.

Материал - бетон марки не менее П-200

Расчет фундамента под опоры площадки, на которой установлены три испарительных конденсатора МИК1-100-Н

Исходные данные: габаритные размеры конденсатора (дл. х шир. х выс.) - 1080 х 2530 х 2655 мм, масса конденсатора - 1300 кг, масса конструкции площадки - 3000 кг.

Вертикальные испарительные конденсаторы устанавливают на металлические швеллера площадки, которые в свою очередь опираются на фундамент, состоящий из четырех тумб.

Высота площадки 2,3 м, ширина опоры (швеллер) 200мм

Рисунок 15 - Фундамент под опоры конденсаторной площадки

F=4*0,6*0,6=1,44 м²

Высота фундамента:

Н=0,1+0,75=0,85 м

Объем фундамента:

V=1,44*0,85=1,224 м³

Вес фундамента:

G_ф=1,224*25=30,6 кН

Масса ресивера:

где, V_х.а=1,5 м³ - объем заполнения холодильным агентам;

ρ_х.а.=1132 кг/м³ - плотность холодильного агента при температуре конденсации;

m_к=1300 кг - масса конденсатора.

G_м=(3*1,5*1132+1300)*0,0098=67,2 кН

Давление на грунт составит

кПа < P_н

Условное расчетное давление P_н=100 кПа.

Фундамент удовлетворяет условию устойчивости.

Материал - бетон марки не менее П-200.

Расчет фундамента под компрессорный агрегат фирмы Грассо типа КН

Исходные данные:

габаритные размеры компрессорного агрегата (дл. х шир. х выс. ) - 2230 х 895 х 1850 мм, масса - 2400 кг

Для установки компрессорного агрегата используются фундаменты в виде двух тумб, учитываем это при определении площади подошвы фундамента:

F=2 *1,295*0,4=1,036 м²

Высота фундамента:

Н=0,2+0,75=0,95 м

Объем фундамента:

V=1,036*0,95=0,9842 м³

Вес фундамента:

G_ф=0,9842*25=24,6 кН

Давление на грунт составит

кПа < P_н

Условное расчетное давление P_н=100 кПа.

Фундамент удовлетворяет условию устойчивости.

Материал - бетон марки не менее П-200.

Диаметр под фундаментные болты - 27 мм. Длина закладки болта 400 м.

Расчет фундамента под компрессорный агрегат фирмы Грассо типа LN

Исходные данные:

габаритные размеры компрессорного агрегата (дл. х шир. х выс. ) - 3470 х 1000 х 1970 мм, масса - 3200 кг.

Рисунок 17 - Фундамент под компрессорный агрегат фирмы Грассо типа LN

F=2 *1,4*0,4=1,12 м²

Высота фундамента:

Н=0,2+0,75=0,95 м

Объем фундамента:

V=1,12*0,95=1,064 м³

Вес фундамента:

G_ф=1,064*25=26,6 кН

Давление на грунт составит

кПа < P_н

Условное расчетное давление P_н=100 кПа.

Фундамент удовлетворяет условию устойчивости.

Материал - бетон марки не менее П-200.

Диаметр под фундаментные болты - 27 мм. Длина закладки болта 400 м.

Расчет фундамента под насос хладагента САМ 3/2

Исходные данные:

длина - 810 мм, ширина - 450 мм, масса - 150 кг.

Площади подошвы фундамента:

Рисунок 18 - Фундамент под насос хладагента САМ 3/2

F=0,65*1,01=0,6565 м²

Высота фундамента:

Н=0,1+0,75=0,85 м

Объем фундамента:

V=0,6565*0,85=0,56 м³

Вес фундамента:

G_ф=0,56*25=14 кН

Давление на грунт составит

кПа < P_н

Условное расчетное давление P_н=100 кПа.

Фундамент удовлетворяет условию устойчивости.

Материал - бетон марки не менее П-200.

Расчет фундамента под насос хладагента САМ ( R) 2/3

Исходные данные:

длина - 780 мм, ширина - 300 мм, масса - 60 кг.

Рисунок 19 - Фундамент под насос хладагента САМ (R) 2/3

Площади подошвы фундамента:

F=0,5*0,987=0,49 м²

Высота фундамента:

Н=0,1+0,75=0,85 м

Объем фундамента:

V=0,49*0,85=0,4165 м³

Вес фундамента:

G_ф=0,4165*25=10,4 кН

Давление на грунт составит

кПа < P_н

Условное расчетное давление P_н=100 кПа.

Фундамент удовлетворяет условию устойчивости.

Материал - бетон марки не менее П-200.

Расчет фундамента под водяной насос К 200-150-250.

Исходные данные:

длина - 1455 мм, ширина - 575 мм, масса - 440 кг.

Рисунок 20 - Фундамент под водяной насос К 200-150-250

Площади подошвы фундамента:

F=0,775*1,655=1,28 м²

Высота фундамента:

Н=0,1+0,75=0,85 м

Объем фундамента:

V=1,28*0,85=1,088 м³

Вес фундамента:

G_ф=1,088*25=27,2 кН

Давление на грунт составит

кПа < P_н

Условное расчетное давление P_н=100 кПа.

Фундамент удовлетворяет условию устойчивости.

Материал - бетон марки не менее П-200.

5.2 Монтаж оборудования

Холодильные аппараты поставляют на монтаж в собранном виде. В них вмонтированы внутренние устройства с приваренными захватными приспособлениями для строповки аппарата согласно рабочим чертежам. Трубчатые элементы - змеевики, секции, коллекторы, трубные пучки теплообменной аппаратуры и другие узлы, изготовленные из труб, - поставляют собранными на прокладках, предусмотренных техническим проектом и гидравлически испытанными, с заглушенными отверстиями.

Большинство холодильных аппаратов поступает на монтажную площадку без упаковки (ресиверы, трубчатые секции и др.). Детали каркасов поступают связанными пачками, а мелкие детали, арматура и крепежные детали - упакованными в ящики. К каждому аппарату приложена отправочная ведомость (упаковочный лист), в которой перечислены все узлы и детали. Все аппараты, поступившие на место монтажа, независимо от их конструкции и типа должны иметь паспорта.

Установку аппаратов производят по монтажным чертежам, разработанным специализированной проектной организацией. По этим чертежам производят разбивку фундаментов таким же способом, как и для компрессоров, с помощью струн и отвесов или деревянных шаблонов.

Основные холодильные аппараты устанавливают на фундаменты, а вспомогательные - на фундаменты или кронштейны, заделанные в стены и закрепленные к колоннам. Фундаменты под аппараты изготовляют из бетона в виде сплошной плиты или отдельных столбов под опоры.

В период схватывания бетона проверяют комплектность аппарата и доставляют его на место монтажа.

Вертикальный кожухотрубный конденсатор монтируют вне помещений, не опасаясь замерзания воды в них зимой.

Доставленное на монтажную площадку оборудование осматривают и выявляют его состояние и комплектность. При обнаружении дефектов составляют акт и перед монтажом ликвидируют эти дефекты.

По монтажному чертежу определяют место установки аппарата и производят разметку фундамента или кронштейнов для крепления воздухоохладителей. На фундамент или кронштейн устанавливают металлический каркас, к которому прикреплены блоки охлаждающих батарей.

Для охлаждения камер используют фреоновые батареи. Фреоновые батареи обычно изготавливаются на заводе из стальных, медных или латунных труб. Эти батареи поступают на монтажную площадку в законченном виде, т.е. промытыми, просушенными, вакуумированными, заполненными парами фреона и заглушенными.

Все вспомогательные холодильные аппараты поступают на монтаж с заводскими паспортами, в которых указано, что они испытаны на прочность и плотность. Цилиндрическая форма аппаратов и вертикальное рабочее положение определяют способ их установки и крепления.

Расположение аппаратов определяется проектом в соответствии со схемой, конструктивными особенностями их и удобством обслуживания во время эксплуатации.

После проверки и закрепления аппаратов на них устанавливают арматуру и соединяют трубопроводами с компрессором и основными аппаратами.

Смонтированные аппараты продувают от загрязнений и испытывают на плотность воздушным давлением по окончании монтажа всей установки в период ее пуска.

Ресиверы дренажно-циркуляционные (РД) и линейные (РЛ) являются аппаратами цилиндрической формы, которые должны быть расположены горизонтально. Эти конструктивные особенности аппаратов определяют их установку и способ крепления.

Горизонтальность установки ресивера регулируется клиньями под опоры и проверяется уровнем. Уклон допускают 0,5 мм на 1 м длины в сторону маслосборника. На смонтированный ресивер устанавливают арматуру, необходимые контрольные приборы и автоматику и соединяют его трубопроводами. По окончании монтажа ресивера продувают воздушным давлением 5-6 кгс/см² от загрязнений и испытывают на плотность воздухом.

Монтаж линейного ресивера производят так:

ресиверы устанавливают в соответствии с проектом. Ресивер устанавливают на двух бетонных опорах на высоте, удобной дли его обслуживания. Кроме того, при установке ресивера необходимо, чтобы была обеспечена нормальная работа насоса.

Насосы в большинстве случаев поставляют на монтажную площадку в виде насосного агрегата. Насос и электродвигатель устанавливают на заводе на общей обработанной чугунной плите, валы соединяют муфтой и центруют.

Такой насосный агрегат монтируют следующим образом. На готовый бетонный или кирпичный фундамент устанавливают плиту с закрепленными на ней насосом и электродвигателем. Плиту устанавливают на металлических подкладках толщиной 30-40 мм, шириной 60-80 мм и длиной 100-150 мм и регулируют клиньями. Горизонтальность установки агрегата проверяют уровнем, который помещают на фланец нагнетательного патрубка насоса в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Отклонение насоса от горизонтального положения не должно превышать 1 мм на 1 м. Плиту агрегата закрепляют к фундаменту болтами, заложенными в углубления фундамента. После проверки установки агрегата по уровню делают опалубку и подливают цементным раствором плиту агрегата. Центровку муфты насоса и электродвигателя производят при помощи стрелок со щупом или индикатором так же, как и у вертикального компрессора. По окончании центровки проверяют вращение насоса вручную. Его проворачивание должно быть легким, равномерным и без заеданий.

После этого на насос устанавливают арматуру и подводят к нему трубопроводы, которые должны быть закреплены так, чтобы они не могли создавать нагрузки на насос. Особое внимание нужно обратить на тщательность сборку и полную герметичность всасывающего трубопровода.

5.3 Ремонт оборудования

.3.1 Схема типового технологического процесса ремонта

Технологический процесс ремонта разрабатывают для каждого ремонтируемого объекта с учетом его особенностей, но можно выделить и общую последовательность выполнения основных операций. Схема обобщенного технологического процесса ремонта основного холодильного оборудования включает: оценку технического состояния; отключение от системы; сдачу в ремонт; разборку; очистку и мойку; дефектацию; восстановление работоспособного состояния; сборку; испытание и сдачу в эксплуатацию.

Перед остановкой на ремонт уточняют техническое состояние объекта по значениям контролируемых параметров и внешним признакам функционирования. Работоспособность приборов автоматики, установленных на объекте, проверяют на срабатывание во время функционирования объекта. Обнаруженные дефекты заносят в ведомость дефектов.

Отключение объекта. Перед вскрытием объект освобождают от рабочей среды (хладагента, масла, хладоносителя, воды) и продувают сжатым воздухом. С объекта снимают предохранительный клапан, контрольно-измерительные приборы, протекторы электрохимической защиты, а на патрубки ставят заглушки. От магистральных трубопроводов объект отключают посредством заглушек с прокладками, устанавливаемыми между фланцами трубопроводов и запорными вентилями.

Сдача в ремонт. Объект с необходимой ремонтной документацией (с ведомостью дефектов, руководством по ремонту), комплектом запасных частей и вспомогательных материалов передают в ремонт.

Разборка объекта. Объект разбирают в общем случае на сборочные единицы и детали в соответствии с ремонтной документацией. Объем (глубина) разборки зависит от вида ремонта.

Очистка и мойка. Эти технологические операции проводят неоднократно в процессе ремонта, так как они создают необходимые условия для выполнения других работ.

Дефектация. Этот процесс поиска дефектов позволяет выявить техническое состояние деталей и узлов и рассортировать их.

Восстановление (воссоздание) деталей и узлов. На данном этапе технологического процесса предполагается восстановление деталей и узлов путем изготовления новых деталей, регулирования узлов и выполнения других ремонтных операций.

Сборка. Она состоит в последовательном соединении в соответствии с ремонтной документацией деталей и сборочных единиц, а также в проверке взаимного положения деталей и регулировании (настройке) функционально связанных узлов.

Испытание объекта. Эта технологическая операция позволяет в общем случае выявить дефекты сборки, ввести в работоспособное состояние функциональные узлы, проверить герметичность и прочность объекта или его узлов.

Сдача в эксплуатацию. Объект в исправном состоянии, с восстановленным техническим ресурсом сдается в эксплуатацию, что подтверждается актом.

Способы очистки деталей. Поверхность деталей обычно загрязнена, например, маслом, продуктами его разложения, твердыми частицами, продуктами коррозии, органическими и минеральными отложениями. Загрязнения удаляют путем механической чистки и промывки 5-10-процентным раствором соляной кислоты, содержащим ингибитор. Очищенную деталь промывают 2-процентным раствором щелочи (для нейтрализации кислоты) например МаОН или КН₄ОН, а затем водой. Крупные корпусные детали затем обрабатывают 8-процентным раствором нитрата натрия NaNO₃ для консервации. Масло и продукты его разложения удаляют растворителями (бензином, керосином, уайт-спиритом, четыреххлористым углеродом СС1₄) или водными щелочными моющими растворами (обычно нагретыми до 60-90 °С), готовыми к употреблению (составы тракторин, ОП-7) или приготовляемыми на месте (на основе кальцинированной соды Nа₂СО₃, или тринатрийфосфата Na₃РО₄ с добавками поверхностно-активного вещества и ингибитора). Бензин и четыреххлористый углерод должны находиться в ваннах с крышками, в помещениях, оборудованных вытяжной вентиляцией. Керосин вызывает коррозию стальных и чугунных деталей. Моющие растворы на основе

каустической соды применяют для обезжиривания стальных и чугунных деталей. Каустическая сода разрушает алюминий и его сплавы.

Обезжиренные детали промывают водой и сушат, обдувая сжатым воздухом. Детали хладонового оборудования из черного и цветного металла очищают только растворителями.

Методы дефектации деталей и узлов. Дефектацию проводят обычно в два этапа: сначала визуально для выявления видимых дефектов (натиров, царапин, трещин, деформаций), а затем с помощью инструментов находят износ и скрытые дефекты (трещины, раковины). Износ деталей определяют по изменению номинальных (первоначальных) размеров и форм, зазоров между деталями, состояния рабочей поверхности. Изменение размеров определяют в результате измерений деталей по ведущим (наиболее изнашивающимся) плоскостям и сечениям. Отклонения формы детали в виде цилиндра характеризуются двумя видами отклонений профиля - в поперечном и продольном сечениях. Отклонения в поперечном сечении цилиндра характеризуются отклонениями от округлости, в частности овальностью е_с= (d_m_ах-d_min)/2, а отклонения профиля продольного сечения цилиндра представляются как конусообразность, бочкообразность, которые определяют так: е_пр= (d_m_ах-d_min)/2, где d_m_ахи d_min - максимальный и минимальный размеры профиля.

Скрытые дефекты находят с помощью различных методов дефектоскопии (неразрушающего контроля), например капиллярным, ультразвуковым. Капиллярный метод основан на том, что жирорастворяющая жидкость, иногда с добавкой красителя, проникает в невидимые трещины, а затем поглощается сорбентом, нанесенным на очищенную от пинетрата поверхность проверяемой детали, и проявляется контрастным цветом в виде фигуры, воспроизводящей периметр трещины.

Простейший вариант этого метода, называемый керосиновой пробой, реализуется так. Проверяемую деталь очищают, сушат, обдувая сжатым воздухом, промывают керосином и протирают.

Затем покрывают водным раствором мела. Мел поглощает керосин, находящийся в трещине, и после высыхания влаги на белом фоне проступают желтого цвета линии, копирующие контуры трещины. Добавка в керосин жирорастворимого красителя несколько увеличивает разрешающую способность методов вследствие большей контрастности следа трещины. Капиллярный метод широко распространен, так как имеет приемлемую разрешающую способность выявлять дефекты и прост в реализации.

Ультразвуковой метод позволяет выявить дефекты, находящиеся в толще материала и меньшего размера. Но он требует сложных технических средств. В результате дефектации выявляют детали и узлы работоспособные, неработоспособные, но подлежащие восстановлению; неработоспособные, требующие замены.

Методы восстановления работоспособного состояния деталей. Большая часть отказов холодильных установок связана с нарушением работоспособности компрессоров, насосов, вентиляторов, т. е. объектов, для которых характерны отказы, вызванные износом. Ремонт изношенных деталей выполняют путем восстановления их номинальных размеров или изменения их до новых (ремонтных) размеров. Выбор метода восстановления зависит от технических возможностей предприятия и экономической целесообразности. Номинальные размеры деталей восстанавливают наплавкой, напылением, гальваническим покрытием, а также постановкой добавочной детали.

Наплавка металла. Наплавку применяют для наращивания размеров деталей различной формы слоем от 0,25 мм и более, а также для повышения износостойкости. Наплавку выполняют практически без прогрева детали. После нее требуется чистовая обработка слоя (шлифование, полирование). Например, диаметр шеек коленчатых валов восстанавливают электродуговой широкослойной наплавкой колеблющимся электродом из алюминиевого чугуна, обеспечивающего высокую износостойкость.

Напыление материала. Напыление (металлизация) состоит в нанесении на поверхность детали слоя расплавленного металла струей сжатого газа. Так, плазменное напыление по технологическим возможностям превосходит другие способы нанесения слоя, так как оно позволяет получать покрытия от 0,02 мм и выше. Напыление применяют для восстановления не очень нагруженных деталей цилиндрической формы (втулки, цапфы). После напыления материала требуется чистовая обработка поверхности.

Гальваническое покрытие. Для восстановления деталей часто применяют электролитическое хромирование и осталивание (железнение). Хромирование применяют для наращивания небольшого слоя (до 0,3 мм) на поверхности нагруженных деталей (шейки вала, поршневого пальца, кольца подшипника), когда требуются высокие твердость и износостойкость. Осталивание позволяет наращивать металл на изношенную поверхность стальных и чугунных деталей толщиной до 8 мм и более. Этот метод используют для создания подслоя при хромировании.

Добавочную деталь изготавливают для того, чтобы заменить изношенную часть вала или отверстия. В зависимости от нагрузки на: деталь ее запрессовывают, приваривают или приклеивают.

Восстановление работоспособности детали путем получения ремонтного размера состоит в том, что в результате соответствующей механической обработки размеры детали изменяют до заранее установленных значений. А деталь, сопрягаемая с ней, должна быть заменена или изготовлена под ремонтный размер. Обычно ремонтируется более дорогая деталь (вал), а более дешевая (втулка) изготавливается заранее. Для серийно выпускаемого оборудования ремонтный размер деталей известен, что позволяет сопрягать их с другими деталями, изготовленными специализированными заводами и входящими в комплект поставки запасных частей. Например, у поршневых компрессоров П110-7, П220-7 предусмотрено только сопряжение шейка вала - вкладыш шатуна с двумя ремонтными размерами, а у компрессоров 6\У925К предусмотрены ре сопряжения с четырьмя ремонтными размерами.

.3.2 Ремонт испарительных конденсаторов

Они подвержены действию коррозии, их теплопередающая поверхность может покрываться минеральными и органическими отложениями с наружной стороны и замасливаться с внутренней, что ухудшает теплообмен, переменному давлению, которое может вызвать напряжение в материале.

Текущий ремонт аппарата включает операции технического осмотра при котором устраняют пропуски газа или воды, если такие имеются, в арматуре, фланцевых соединениях коллекторов, сальниках, сварке, трубах, производят регулировку подачи воды на конденсатор; очистку от грязи, коррозии, минеральных и органических отложений на наружной поверхности теплообменных труб, форсунок и каплеуловителя; производят ремонт и регулировку форсунок, очистку фильтров; дефектацию, запорной арматуры и предохранительного клапана; замену прокладок, сальниковой набивки, производят регулировку зазора и смазку в подшипниках вентилятора.

Средний ремонт включает в себя:

) все операции, проводимые при текущем ремонте;

) проверку на герметичность трубок;

) очистку бака воды;

) замену или ремонт неисправной арматуры;

) замену участков трубопроводов имеющих предельный износ или большое количество латок и хомутов

) устранение дефектов, таких как пластическая деформация материала, усталостное разрушение стенок корпусных деталей.

Собранный после ремонта конденсатор испытывают на герметичность, в том же порядке что и после монтажа.

Капитальный ремонт производят после продолжительной работы конденсатора и в случае выхода из строя крупных элементов. Капитальный ремонт предусматривает операций среднего ремонта. Кроме того при выявлении значительного коррозийного износа труб, когда толщина стенок уменьшается на 50% от первоначальной, производят замену изношенных труб. Состояние толщины стенки труб выявляют с помощью ультразвукового или электромагнитного толщиномера, или при помощи сверлений и вырезок в наиболее изношенных местах. При значительном корозионом износе бака воды целесообразнее будет не проводить вырезку и варку отдельных кусков, а заменить изношенный бак на новый. Замена подшипника вентилятора; измерение зазора между диффузором и вентилятором; проверка состояния жалюзи и его привода, прочности крепления заземляющих проводов; определение потребляемой электродвигателем мощности; выявление и устранение дефектов лопастей вентилятора.

Также капитальный ремонт включает в себя демонтаж водяных насосов, полную их разборку, очистку от грязи, продуктов отложения, замену подшипников, крыльчатки насосов.

Собранный после капитального ремонта конденсатор проходит техническое освидетельствование.

6. Охрана труда и окружающей среды

6.1 Обеспечение здоровых и безопасных условий труда

Строительство нового холодильника емкостью 2500 тонн предусматриваем в городе Уссурийск. Подъезды ко всем зданиям и сооружениям заасфальтированы. Доставка осуществляется автомобильным и железнодорожным транспортом, для этого предусмотрена автомобильная и железнодорожная платформы. Все погрузо-разгрузочные операции осуществляются погрузчиками «Дружба» марки ЕВ-677-45, грузоподъемностью 1000 кг и с высотой подъема 4,5м.

Для нормальной эксплуатации холодильника проектом предусматриваем все необходимые инженерные сети: водоснабжение от городской сети водоснабжения, энергоснабжение, канализация. Предусматриваем прямое водоснабжение. Электроэнергией холодильник предусмотрено снабжать от городской трансформаторной подстанции. ТЭЦ №1 обеспечивает теплоснабжение холодильника. Канализация проектируется насосная.

В компрессорном отделении предусматриваем три выхода: первый располагается с восточной стороны и ведет на улицу к конденсаторной площадке; второй выход, расположенный с южной сторон, ведет непосредственно на улицу; третий выход, расположенный с северной стороны, ведет в коридор, из которого имеются выход на улицу, вход в ЦПУ и бытовые помещения. Предусматриваем ширину проходов в компрессорном отделении между оборудованием не менее 1 метра для удобного обслуживания оборудования.

В компрессорном отделении установлена система рабочей (приточно-вытяжной) и аварийной вентиляции. Пуск аварийной вентиляции возможен как из компрессорного цеха, так и снаружи (кнопка расположена возле входа в компрессорный цех).

Проверочный расчет и подбор вентиляторов производим согласно нормативной кратности вентиляции.

Система вентиляции (рисунки 22, 23) состоит из двух воздуховодов. Один крепится к глухой стене на высоте 1 м от пола - этот обеспечивает вытяжку воздуха. Другой воздуховод крепится к потолку - он одновременно рассчитан на приточную и аварийную вентиляцию. Все эти воздуховоды проходят в вентиляционную.

Количество воздуха нагнетаемого (удаляемого) из помещения определяем по формуле:

K=,

где k - кратность вентиляции соответственно приточной, вытяжной и аварийной в компрессорном отделении холодильника, k=2,4,7;

L - количество воздуха, удаляемого (нагнетаемого) из помещения, м³/ч;

V - объем помещения, м³.

Количество воздуха, нагнетаемого системой приточной вентиляции

L_км.о. = k*V_км.о.

L_км.о. = 2*1522,8 =3045,6 м³/ч.

Подбираем вентилятор марки МЦ 5 производительностью 3600 м³/ч.

Количество воздуха, удаляемого системой вытяжной вентиляции

_км.о.= 4*1522,8 =6091,2 м3/ч.

Подбираем вентилятор марки МЦ 7 производительностью 7200 м3/ч.

Количество воздуха, удаляемого при аварийной вентиляции

L_км.о. = k*V_км.о.

L_км.о. = 7*1522,8 =10659,6 м³/ч.

Подбираем два вентилятора: один марки МЦ 5 производительностью 3600 м³/ч, второй марки МЦ 7 производительностью 7200 м3/ч .

Аварийная вентиляция имеет пусковые приспособления внутри вентилируемого помещения (у входа) и на наружной стене компрессорного отделения. Электропитание аварийной вентиляции предусмотрено как от основного, так и от независимого источника энергии.

Рисунок 21. Организация воздухообмена в машинном отделении

Рисунок 22 - Схема прокладки трубопроводов

Воздуховоды, которые мы предусматриваем, выполнены из оцинкованного железа прямоугольного сечения. Для снижения аэродинамического шума, распространяющегося по воздуховоду, предусмотрено соединение вентилятора с воздуховодом через прорезиненные вставки. Вентиляторы установлены на виброизоляторах.

В холодильных установках основными источниками шума и вибрации являются компрессоры и насосы. Во время работы холодильной установки увеличение шума часто происходит из-за дефектов, возникающих при нарушении балансировки вращающихся элементов машин, недопустимого износа деталей, нарушения смазки, поломки крепежных деталей. Дополнительный шум создают насосы и вентиляторы.

Для обеспечения здоровых и безопасных условий труда необходимо учитывать общий уровень шума в помещении. Приближенный расчет производится по формуле:

=L₁+I0*1g*n ,

Где L - общий уровень звуковой мощности, дБА;_l- уровень звуковой мощности одного источника (условно принимаются все источники шума с одинаковой звуковой мощностью), дБА;

n - количество источников шума; L=(96)+10=106 дБА.

В машинном отделении уровень звуковой мощности должен быть не выше (8085) дБА. Из расчета видно, что общий уровень звуковой мощности L превышает санитарную норму.

Для снижения вибраций оборудования, имеющего движущиеся части, предусматриваем устанавливать его на фундаменты, которые необходимо располагать на грунте изолированно от строительных конструкций с использованием резиново-металлических амортизаторов - под насосы, и АКСС - под компрессора. Так как общий уровень шума превышает предельно допустимые нормы, предусматриваем постоянное нахождение обслуживающего персонала в ЦПУ. ЦПУ изолируем звукоизолирующим покрытием (пенополиуританом). Трубы и арматуру крепим к капитальным стенам хомутами с резиновыми прокладками.

Проектом предусматриваем искусственное и естественное освещение. Естественное освещение в помещениях должно обеспечивать нормативный уровень освещенности: коэффициенты естественной освещенности для компрессорных отделений составляют 44,5%.

Световой коэффициент для компрессорного отделения:

а=,

где S _окон - площадь окон, м²;

S _пола - площадь пола, м².

а==0,208

Исходя из вышеприведенного расчета видно, что световой коэффициент не превышает значение 0,25-0,1, следовательно, в машинном отделении естественного освещения достаточно.

Также предусматриваем искусственное освещение, рабочее и аварийное осуществляемое с помощью ламп накаливания взрывозащищенного исполнения. В компрессорном отделении для рабочего освещения используются светильники на расстоянии 2-2,5 метров в шахматном порядке, для аварийного - 3 светильника (рисунок 23).

Питание аварийного освещения производится от дизельгенератора, и аккумуляторных батарей. Для местного освещения применяются переносные светильники напряжением 24 В.

Общее число светильников определяется:

n_об= n_А* n_В,

где n_А-число светильников по длине;

n_В-число светильников по ширине.

Минимальное число светильников по длине и ширине помещения можно определить:

n_А=; n_В=,

n_А==3,5; n_В==2,41.

Принимаю n_А=4 и n_В=3.

где, L-расстояние между светильниками (L=(1,2…2,2)h);

L=3,96.

а=1,98.

n_об=4*3=12

Высота подвеса светильника над рабочей поверхностью:

h=H-(h_р+ h_св),

где H-высота помещения, м;

h_св- высота свеса светильника (0,5…0,7) м;

h_р- высота рабочей поверхности (0,75…1) м.

h=5-(1+0,7)=3,3 м.

Индекс помещения рассчитывается по формуле:

I==2,34.

Световой поток электролампы:

лм

=6253,7 лм

где Е - заданная минимальная освещенность по нормам, лк (50);

К - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение и старение светильника (1,4)/;

S - площадь освещаемого помещения, м;

Z - коэффициент неравномерности, равный Z=1,5 для ламп накаливания; N - число светильников;

- коэффициент использования светового потока.

По световому потоку выбираем тип ламп и ее мощность.

Подбираем лампы накаливания марки НГ-500, мощность - 500 Вт, световой поток - 8100 лм, в количестве двенадцати штук.

Рисунок 23 - Схема размещения светильных приборов в машинном отделении

Силовой кабель от трансформаторной подстанции до распределительного щита силового электрооборудования и щитков освещения проложен вне помещений холодильника по земляным траншеям. Передача электроэнергии от электрощитовой до потребителей производится по бронированным кабелям, идущим по стенам помещений. Подводы к электродвигателям выполнены в углублениях в полу. Защитное заземление электрооборудования выполнено по двум контурам: наружному и внутреннему. Оно необходимо для защиты персонала от удара электротоком.

Наружный контур выполнен путем укладки в траншею на глубину 0,7м, по периметру здания на расстоянии 2,5 м от фундамента стальной полосы 100 мм².

Рисунок 24 - Схема защитного заземления: а) заземлитель; б) канавка; в) канал; г) расположение внутреннего контура;1 - наружный контур; 2 - внутренний контур; 3 - соединительный проводник; 4 - циркуляционные ресиверы; 5 - насосы хладагента; 6 - компрессорные агрегаты; 7 - маслосборник; 8 - бак чистого масла; 9 - заземлитель

В качестве заземления использованы стальные стержни 0,50 мм и длиной 3м. Внутренний контур заземления выполнен из стальной полосы 100м², проложенной в стене на высоте 2 м от пола. Внутренний контур заземления соединен с наружным в двух местах. Схема заземления компрессорного отделения изображена на (рисунке 24).

Основными причинами возникновения пожара являются:

1. Неисправность электрооборудования и электрокоммуникаций;

2. Запылённость систем воздуховодов;

3. Самовозгорание промасленной ветоши (ветошь хранят в металлических ящиках).

Проектом предусмотрена система пожарной сигнализации. В компрессорном цехе установлены датчики КИ-1, реагирующие на дым, высокую температуру, которые в случае пожара подают сигнал на обесточивание оборудования, включает пожарную сигнализацию, а также световую сигнализацию в ЦПУ и на проходной. Для тушения пожаров предусматриваем систему воздухо-механического пожаротушения на выходе в коридор, а также огнетушители ОХП-10 и ОУ-8 для тушения электрооборудования (1 на 100м²), ломы, лопаты и бочки с песком на улице. Основными мероприятиями для устранения пожарной опасности являются предотвращение загазованности и устранение причин способствующих возникновению пожара или взрыва. К этим мероприятиям относятся:

· обеспечение исправности электропроводки и защитных кожухов распределительных и пускозащитных устройств;

· применение искрозащитных устройств у сварочных установок и горелок,

· сбор в специальные емкости остатков смазочных материалов при разборке ремонтируемых машин;

· полное удаление горючих газов из ремонтируемого оборудования до начала ремонтных работ; хранение пожароопасных и взрывоопасных веществ на специальных складах и в закрытых емкостях.

6.2 Обеспечение безопасности при эксплуатации и обслуживании холодильной установки

Безопасность персонала зависит от различных факторов: монтажа систем трубопроводов и их герметичности, исправности и надежности основного и вспомогательного оборудования, от исправности и надежности средств защиты, контрольно-измерительных приборов, предохранительных клапанов и пр., а также от соблюдения правил технической эксплуатации холодильных установок.

Непосредственно перед установкой трубопроводов на штатное место их подвергают продувке сжатым воздухом избыточного пробного давления Р=0,3МПа от кислородного баллона.

Трубопроводы в компрессорном отделении крепятся к потолку при помощи кронштейнов, а прокладка их по территории холодильника выполнена над землей на опорах. Расстояние между опорами с изолированными трубопроводами равно 2 м и высота над землей 3,5 м. Трубопроводы проложены с уклоном 0,5% для слива из них холодильного агента в ресиверы. Уклон нагнетательного трубопровода в сторону конденсатора 2%.

Следует уделять особое внимание герметичности соединений трубопроводов. В качестве уплотнительных материалов используются резины марок 3109, 3063, ИГП-I066 - для изготовления прокладок и предохранительных клапанов; поранит - для изготовления уплотнительных прокладок разъемных соединений фторопласт - в качестве набивочного материала и материала уплотнительных колец. Предусмотрено окрашивание трубопроводов в цвет, соответствующий их назначению: всасывающий - синий, нагнетательный - красный, жидкостной - желтый, водяной - зеленый. Направление движения в трубах указаны стрелками, нанесенными черной краской на видных местах, вблизи каждого вентиля и задвижки.

При эксплуатации аппараты (сосуды) испытывают на прочность давлением:

Расчетное (избыточное) давление для стороны всасывания - 1,5 МПа

Расчетное (избыточное) давление для стороны нагнетания - 1,8 МПа

Аппарат (трубопровод) признают годным, если нет признаков остаточной деформации и разрывов, отсутствуют пропуски воздуха, а падение давления не превышает - 0,1%. После испытания на прочность система должна быть испытана на плотность, при эксплуатации герметичность системы проверяется химическим индикатором высокой и низкой чувствительности, а также газоанализаторами.

Запрещается проводить пневмоиспытания компрессором, входящим в состав холодильной установки. При проведении испытания на прочность, лица, проводящие испытание, удаляются в ЦПУ. Не допускается присутствие посторонних лиц, а также ведение работ не связанных с испытанием, в помещении, где находится испытываемый аппарат. Запрещается работа с аппаратом, находящимся под давлением. По окончании пневмоиспытания проводится вакуумирование системы. По завершению работ составляется акт о выполненных проверках с указанием даты и времени следующего освидетельствования.

Периодичность освидетельствования аппаратов при эксплуатации осуществляется согласно таблице 42.

Таблица 42

Периодичность проведения технического освидетельствования аппаратов
Мероприятия	Периодичность
Внутренний осмотр аппаратов (сосудов), доступных для осмотра. Пневматическое испытание на прочность аппаратов (сосудов), не доступных для внутреннего осмотра.	Один раз в два года
Пневматическое испытание на прочность и плотность аппаратов (сосудов), доступных для внутреннего осмотра	Один раз в 8 лет

Государственная проверка манометров должна производиться ежегодно, не реже одного раза в 6 месяцев должна производиться дополнительная проверка рабочих манометров контрольным манометром с записью результатов проверки в журнал, а также должна производиться проверка каждый раз после произведенного ремонта. Термометры сопротивления проходят контрольную проверку раз в полгода.

Предохранительные клапана компрессоров должны проверяться не реже одного раза в год.

Выпуск масла из системы ведется под непрерывным наблюдением обслуживающего персонала, при этом используются резиновые перчатки.

Удаление воздуха ведется непосредственно в атмосферу.

При появлении признаков «влажного хода» закрывают всасывающий вентиль и вентиль подачи хладагента в испарительную систему. Если при этом стук в компрессоре не прекращается, то его немедленно останавливают.

Вскрытие оборудования холодильной установки и сварочные работы разрешают только после снижения в нем давления до атмосферного, при этом давлении оборудование вскрывают не ранее чем через двадцать минут. Работы по вскрытию оборудования проводят в противогазе и резиновых перчатках. Не допускается вскрытие аппаратов и трубопроводов при температуре стенок ниже -33-35⁰С.

При поступлении хладона в рефрижераторное машинное отделение включают аварийную вентиляцию, выключают электродвигатели в рефрижераторном машинном отделении; оповещают старшего рефрижераторного механика, по его указанию, надев изолирующие дыхательные аппараты, ликвидируют аварию. Все работы, связанные с ликвидацией аварии, выполняют не менее двух человек.

Запрещается определять места не плотностей в системе хладагента, приближая лицо к местам возможных пропусков, так как струя хладагента может повредить глаза. Хладон весьма текуч, утечки определяют по масляным пятнам и потекам, галоидными лампами и галоидными электронными течеискателями.

В качестве средств индивидуальной защиты используются двенадцать фильтрующих противогазов ПШ и двенадцати газонепроницаемых костюмов. Один комплект средств индивидуальной защиты находится в ЦПУ, второй в компрессорном цехе, третий - снаружи. Также в ЦПУ имеются аппарата сжатого воздуха АСВ-2 по числу работающего персонала. Аппараты АСВ-2 относятся к типу аппаратов с запасом сжатого воздуха и закрытой системой дыхания. Они укомплектованы баллонами вместимостью 4 литра и хранятся в опломбированном металлическом шкафу. АСВ-2 используются совместно с газонепроницаемыми универсальными костюмами типа УСГС.

Так как работа с современными хладагентами может представлять определенную опасность для здоровья, а при аварийной ситуации и для жизни обслуживающего персонала, необходимо знать способы оказания первой доврачебной помощи при поражении хладагентом.

При отравлении хладагентом необходимо освободить пострадавшего от стесняющей дыхание одежды, загрязненной хладагентом, предоставить ему полный покой. Рекомендуется пить крепкий сладкий чай, кофе, лимонад, вдыхать кислород в течение 3045 минут. В случае потери сознания необходимо дать вдыхать с ваты нашатырный спирт.

При наличии явлений раздражения носоглотки необходимо полоскать ее 2%-м раствором соды или водой. В случае появления удушья, кашля пострадавший должен транспортироваться в больницу в лежачем положении.

При попадании жидкого хладагента на кожу и ее обморожении необходимо окунуть пораженную поверхность в воду комнатной температуры, затем температуру воды довести до 3540 ⁰С и держать 510 минут; в случае поражения большой поверхности тела сделать общую ванну. Осушить кожу после ванны хорошо впитывающим воду полотенцем (растирание не допускается). После этого следует наложить на пораженный участок кожи стерильную марлевую повязку, предварительно смазав ее антисептической мазью. При отсутствии мази можно использовать вазелиновое масло или, в крайнем случае, подсолнечное.

При появлении на коже пузырей ни в коем случае их не вскрывать, а наложить на них повязку с мазью.

При попадании хладона в глаза - промыть водой комнатной температуры и закапать стерильное вазелиновое масло, после этого необходимо немедленно обратиться к врачу.

Для оказания доврачебной помощи в машинном отделении должна быть аптечка со следующими лекарствами:

- 12%-й раствор лимонной кислоты;

- 3%-й раствор молочной кислоты;

- 24%-й раствор борной кислоты;

1%-й раствор новокаина;

валериановые капли, нашатырный спирт (для хладоновых установок).

Необходимо следить за тем, чтобы в аптечке всегда были: сода, бинт, марлевые салфетки, антисептическая противоожоговая мазь, йод, темные защитные очки.

В специально отведенном месте должны находиться баллон с медицинским кислородом и оборудование к нему.

6.3 Мероприятия по охране окружающей природной среды

Охрана окружающей среды является одним из важных мероприятий при проектировании холодильной установки. Согласно статье 43 Закона РФ об охране окружающей природной среды РФ, проектом предусматривается получение государственно-экологической экспертизы перед строительством. При выполнении строительных работ принимаются меры по охране окружающей среды, рационального использования природных ресурсов, по вывозу отходов от строительства в специально отведенные места. Согласно статье 45 Закона об охране природной окружающей среды РФ, при эксплуатации предприятия необходимо принимать эффективные меры по выполнению требований по охране природы, рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов, оздоровлению окружающей природной среды. Отходы производства предусматривается складывать в специальные контейнеры для последующего вывоза за пределы предприятия. Необходимо предусмотреть мероприятия по отчистке сточных вод с холодильника, для этого необходимы отстойники для механической и химической отчистки.

Для уменьшения загрязнения окружающей среды проектом предусмотрено раздельное хранение твёрдых отходов - металлические контейнеры разной окраски, которые периодически вывозят хозяйственные службы города:

Металл - Чёрный,

Картон - Красный,

Ветошь - Голубой,

Прочие - Жёлтый.

Для сжигания промасленной ветоши проектом предусматривается инсиператор. Пищевые отходы хранятся в пластмассовых баках с последующей реализацией населению (в качестве удобрения).

Отработанное масло хранится в спецтаре (рисунок 25)

Рисунок 25 - Хранение отработанного масла

Проектом предусмотрено, что утилизацией отходов занимается предприятие, на территории которого располагается производственный холодильник.

7. Экономический расчёт.

.1 Расчёт капитальных затрат

Капитальные затраты представляют собой те средства, которые единовременно вкладываются на приобретение оборудования и состоят из:

Затраты на строительство холодильника и компрессорного цеха, включающие:

1) Стоимость строительных материалов.

2) Стоимость строительно-монтажных работ.

) Балансовая стоимость устанавливаемого оборудования.

) Затраты на заполнение системы холодильным агентом и смазочным маслом.

Стоимость строительства:

Габаритные размеры:

а) Холодильника:

Длина - 60 м

Ширина - 48 м

Высота - 6 м

Общая длина внутренних стен холодильника - 279 м

б) Компрессорного цеха:

Длина -18 м

Ширина - 18 м

Высота - 5 м

Общая длина внутренних стен компрессорного цеха - 20 м

в) Конденсаторного отделения

Длина - 12 м

Ширина - 12 м

Высота - 6 м

Принимаю в 1 м² - 40 кирпичей

Таблица 42 - Расчёт затрат на строительные материалы для холодильника и компрессорного цеха

Наименование материалов	Количество	Цена, т. руб.	Затраты на материалы, т. руб.
Кирпич	130320 шт.	0,015	1954,8
Колонна	138 шт.	0,8	110,4
Покрытие пола	2844 м²	0,6	1706,4
Потолочное покрытие	3708 м²	0,3	1112,4
Итого:	4884

Дополнительные затраты на материалы принимаем в размере 30% от общей стоимости строительных материалов 4884*0,3=1465,2 т.руб.

Таблица 43

Расчёт затрат на строительство холодильника и машинного отделения

Наименование оборудования	Количество единиц, шт	Цена за единицу, т.р.	Стоимость, т.р.
Компрессорный агрегат фирмы Грассо типа КН	1	406,7	406,7
Компрессорный агрегат фирмы Грассо типа LN	3	800	2400
Воздухоотделитель Гран модель BC352D60	2	34	68
Воздухоотделитель Гран модель BH352E85	2	15	30
Воздухоотделитель Гран модель BC403E60	4	28	112
Воздухоотделитель Гран модель BH404G85	8	40	320
Воздухоотделитель Гран модель BH353E85	1	21	21
Воздухоотделитель Гран модель BH352G85	11	18	198
Воздухоотделитель Гран модель BH402G85	5	27	135
Морозильный аппарат АСМ - 300А	2	195,3	390,6
Испарительный конденсатор МИК 1-100-Н	3	180	540
Линейный ресивер РЛД-1,25	2	50	100
Циркуляционный ресивер РКЦ - 1,25	3	80	240
Газовый теплообменник ТФ - 80	1	30	30
Газовый теплообменник ТФ₃ - 50	1	30	30
Газовый теплообменник ТФ - 50М	1	30	30
Жидкостной теплообменник ТФ₁ - 100	2	30	60
Насос хладагента Hermetic марки CAM 3/2	4	16	64
Насос хладагента Hermetic марки CAM (R) 2/3	2	14	28
Водяной насос марки К200-150-250	2	25	50
Маслосборник 60МЗС	1	23	23
Агрегат централизованной заправки маслом	1	25	25
Фильтр осушитель	2	10	20
Трубопровод	700 п.м.	4	2800
Комплект арматуры	1	50	50
Комплект изоляции	1	450	450
		Итого	8621,3

Дополнительные затраты на строительство принимаем в процентном отношении от общих затрат на строительство - 30%:

,64*0,3=2235,8 т. руб.

З_ст=4884+1465,2 +7452,64+2235,8=16037,64 т. руб.

Для расчёта первоначальной стоимости оборудования составляем перечень всего установленного в рефотделении и холодильнике оборудования (таблица 44).

Таблица 44

Первоначальная стоимость оборудования в реф. отделении и холодильнике

Наименование конструкции и строительных работ	Единицы измерения	Объем работ	Норматив прямых затрат	Затраты на строительные работы, т. руб.
1	2	3	4	5
Сборка стен из кирпичной кладки	м²	3232	400 руб/м²	1292,8
Покрытие пола	м²	2844	600 руб/м²	1706,4
Потолочное покрытие	м²	3708	1000 руб/м²	3708
Стоимость работ на установку изоляционного материала	м²	7056	90 руб/ м²	635,04
Установка колонн	шт.	138	800 руб./шт.	110,4
Итого:	7452,64

Затраты на транспортировку оборудования составляют 15% от цены оборудования, что составляет 8621,3*0,15=1293,2 т. руб.

Затраты на монтаж оборудования составляют 5% от цены оборудования 8621,3*0,05=431,1 т. руб.

Балансовая стоимость устанавливаемого оборудования в компрессорном цехе и камерах холодильника:

БС=8621,3+1293,2 +431,1 =10345,6 т. руб.

В состав капиталовложений в системе хладоснабжения, кроме балансовой стоимости оборудования необходимо выполнять затраты на первоначальное заполнение системы холодильным агентом, смазочным насосом (таблица 45). Ёмкость системы по холодильному агенту - 3 м³.

Необходимая масса R-22:

т.

G_R_-22=(3*1213)/1000=3,639 т.

где - ёмкость системы по холодильному агенту, м³;

ρ_R_-22 - плотность холодильного агента, кг/м³.

Масса заправляемого в систему масла составляет 5% от массы заряженного R-22:

т.

G_м=3,639*0,05=0,182 т.

Таблица 45

Затраты на первоначальное заполнение системы

Наименование вещества, марка,	Вместимость системы, т	Оптовая цена, т. руб./т	Капитальные затраты, т. руб.
1	2	3	4
R-22	3,639	575	2092,43
Масло ХФ 22-24	0,182	200	36,4
Итого:			2128,83

Общие капитальные затраты:

К=16037,64 +8621,3+1293,2 +431,1 +2128,83=28512,1 т. руб.

7.2 Расчёт производственной программы компрессорного цеха

В компрессорном цехе располагается оборудование для трех температурных режимов: t_o = -10^oС, t_o = -33^oС, t_o = -40^oС.

Стандартная холодопроизводительность рассчитываетс по формуле:

кВт,

где, Q_о^р - холодопроизводительность при рабочих условиях, кВт;

Т_ос^р - температура окружающей среды, К;

Т_о^р - температура кипения, К;

Q_o^р = V_h*λ*q_v*n ,

где, q_v - удельная объемная холодопроизводительность, кДж/м³;

λ - коэффициент подачи компрессора;

V_h- теоретическая объёмная подача компрессора м³/с

n - число компрессоров;

Количество выработанного холода:

гДж

где, Q_год- годовое производство холода, гДж;

n - число холодильных компрессоров;

Q_o^ст- стандартная холодопроизводительность i-го компрессора, кВт;

_-коэффициент рабочего времени i-го компрессора (0,75);

- расчетное число часов работы в год, ч.

Рабочая холодопроизводительность:

Q_o^р = 0,1353*0,8*2300*1=248,952 кВт

Стандартная холодопроизводительность:

Q^ст_о=6,45*248,952*((303/263)-1)=244,29 кВт

Количество вырабатываемого холода:

Q_год=3,6*10^-3*(0,2443*0,75)*1*6000=3,9575 гДж

Определение количества выработанного холода для второго температурного режима (t_o = -33^oС):

Стандартная холодопроизводительность рассчитывается по формуле:

Компрессор низкой ступени:

Рабочая холодопроизводительность:

Q_o^р = 0,137*0,8*1088,2*1=119,3 кВт

Стандартная холодопроизводительность:

Q^ст_о=6,45*119,3*((303/240)-1)=202 кВт

Компрессор высокой ступени:

Рабочая холодопроизводительность:

Q_o^р = 0,0525*0,8*1088,2*1=46 кВт

Стандартная холодопроизводительность:

Q^ст_о=6,45*46*((303/240)-1)=78 кВт

Количество выработанного холода:

Q_год=3,6*10^-3*((0,202+0,078)*0,75)*2*6000=9,072 гДж

Определение количества выработанного холода для третьего температурного режима (t_o = -40^oС):

Компрессор низкой ступени:

Рабочая холодопроизводительность:

Q_o^р = 0,12*0,8*859,5*1=82,5 кВт

Стандартная холодопроизводительность:

Q^ст_о=6,45*82,5*((303/233)-1)=160 кВт

Компрессор высокой ступени:

Q_o^р = 0,0375*0,8*859,5*1=26 кВт

Стандартная холодопроизводительность:

Q^ст_о=6,45*26*((303/233)-1)=50,2 кВт

Количество выработанного холода:

Q_год=3,6*10^-3*((0,160+0,0502)*0,75)*2*6000=6,8105 гДж

Суммарное количество выработанного холода:

∑Q_год=3,9575+9,072+6,8105=19,84 гДж

7.3 Расчёт себестоимости единицы холода вырабатываемого холодильной установкой

Определение стоимости расходных материалов:

Годовая норма расхода на пополнение системы R-22:

G_R_-2 = 20% от вместимости системы

G_R_-22= 3,639*0,2=0,728 т

Годовую норму расхода на пополнение маслом рассчитываем по следующей формуле:

G_м= Д_м · i_год·(1-К_МО)·К_i ,

где Д_м - унос масла из компрессора, кг/час;

i_год - число часов работы компрессора в год;

К_МО - коэффициент маслоотделения компрессора (маслоотделителя)

К_i - коэффициент рабочего времени компрессора.

G_м =(0,25 · 21600·(1-0,6)·0,92)*1000 = 2 т

Таблица 46

Стоимость затрат на пополнение системы

Наименование вещества, марка	Годовая норма, т	Оптовая цена, тыс. руб./т	Стоимость т. руб.
1	2	3	4
R-22	0,728	575	418,6
Масло ХФ 22-24	2	200	400
Итого: 818,6

Энергетические затраты:

В данной статье аккумулируются расходы электроэнергии всей системы хладоснабжения, связанные с потреблением активной электроэнергии.

Количество часов работы определяется из расчётного числа часов работы в год i_год. и коэффициента рабочего времени К_i:

i_р = i_год. · К_i

Коэффициент рабочего времени К_i принимаем в зависимости от конкретных условий работы:

К_i = 1 - для насосов и вентиляторов, установленных на конденсаторе;

К_i= - для вентиляторов воздухоохладителей;

где, Q_о^ОБ- нагрузка на воздухоохладители данной камеры, Вт;

∑Q_о^ВО- суммарная холодопроизводительность воздухоохладителей данной камеры, кВт;

К_i= - для морозильных аппаратов;

где, τ_ц - продолжительность цикла термообработки, ч;

τ_погр.- продолжительность погрузо-разгрузочных операций, ч.

Компрессорный агрегат фирмы Грассо типа КН N_дв=132 кВт

Компрессорный агрегат фирмы Грассо типа LN N^нс_дв=75 кВт

N^вс_дв=75 кВт

Насоса хладагента CAM 3/2 N_дв=12 кВт

Насоса хладагента CAM (R) 2/3 N_дв =4,5 кВт

Водяной насос К200-150-250 N_дв =30 кВт

Испарительный конденсатор МИК 1-100-Н N_дв =2,2 кВт

Данные расчёта сводим в таблицу.

Таблица 47

Расход электроэнергии

Перечень оборудования	Количество единиц	Кол-во часов работы ед. общая	Кол-во часов работы машин	Потреб. мощности э/приборов	Расход э/энергии в год 10^-3кВт час
1	2	3	4	5	6
Компрессорный агрегат фирмы Грассо типа КН	1	6000	6000	132	792
Компрессорный агрегат фирмы Грассо типа LN	2	6000	12000	150	1800
CAM 3/2	2	6500	1300	12	15,6
CAM (R) 2/3	1	6500	6500	4,5	20,25
К200-150-250	1	6500	6500	30	195
Испарительный конденсатор МИК 1-100-Н	3	7000	21000	2,2	46,2
Итого:	2869,05

Стоимость электроэнергии по отчётным данным бухгалтерии равна 1,75 рубля за 1кВт/час.

З_э/эн. = Э_год. · Ц_э/эн.,

где, Э_год. - расход электроэнергии в год, кВт/год;

Ц_э/эн. - стоимость электроэнергии, руб.

З_э/эн. = 2869,05*1,75= 5020,84 т. руб.

Расчет фактической оплаты труда и численности рабочих

Таблица 48

Расчет численности машинистов холодильных установок

Марка, тип ком прессора	Номер группы ком прессора	Число комп рес соров в груп пе	Норматив числен ности чел./ ед.	Число смен работы в сутки, см/сут	Коэффициент числа смен	Коэффициент числа компрессоров в группе	Явочное число машинистов в сутки, чел.	Коэффициент списочного состава	Списочное число рабочих, чел.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Компрессорный агрегат фирмы Грассо типа КН	3	1	0,55	2	0,66	0,8	0,3	1,48	0,444
Компрессорный агрегат фирмы Грассо типа LN	3	4	0,55	2	0,66	0,7	1,02	1,48	1,51

Всего: 3

Принимаем численность реф. машинистов- 4 человека.

Месячные должностные оклады приведены в таблице 49.

Таблица 49

Месячные должностные оклады производственных рабочих, работающих в компрессорном цехе

Должность	Вид работ	Количество человек	Должностной оклад т. руб.
1	2	3	4
Реф. механик	Обслуживание машинного отделения	1	15
Реф. машинист	Обслуживание машинного отделения	2	10
Реф. машинист	Обслуживание машинного отделения	2	10
Начальник цеха		1	18
Уборщица		1	5
Итого:	58

Годовой прямой фонд:

ПФ=58*11=638 т. руб.,

где, 58- месячный годовой прямой фонд (таблица 49);

11- число месяцев работы.

Доплаты до основной заработной платы:

Дальневосточная надбавка:

ДН=30%*ПФ =0,3*638=191,4 т. руб.

Районный коэффициент:

РК=30%*ПФ=0,3*638=191,4 т. руб.

Доплата за вредность:

ДВ=8%*ПФ=0,08 *638=51,04 т. руб.

Годовой фонд заработной платы:

Основная заработная плата:

ОЗП=ПФ +ДН+РК+ДВ

ОЗП=638+191,4+191,4+51,04=1071,84 т. руб.

Дополнительная заработная плата (ДЗП):

ДЗП=12% ОЗП

ДЗП=0,12*1071,84=128,62 т. руб.

Общий фонд заработной платы

Общ. ФЗП=ОЗП+ДЗП

Общ. ФЗП=1071,84+128,62=1200,46 т. руб.

Единый социальный налог:

Отч.=26% Общ. ФЗП

Отч.=0,26 *1200,46=312,12 т. руб.

Итого ФОТ с ЕСН=1200,46+312,12=1512,58 т. руб.

Расчет цеховых расходов

Цеховые расходы включают следующие статьи затрат:

. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования:

Рас.= 2-5%*БС_об.кц.

Рас.= 0,03*10345,6 =310,37 т. руб.

Расходы на содержание зданий:

Ц рас.= 1%*БС _зд

Ц рас. =0,01*16037,64 =160,4 т. руб.

. Амортизационные отчисления.

С_ам.=,

где, Nа - норма амортизации.

На оборудование:

Na=15%

С_ам.==1551,84 т. руб.

Амортизационные отчисления:

На здание:

Na=5%

С_ам.==801,882 т. руб.

. Расходы на ремонт принимаем 5% от капитальных затрат здания и оборудования:

С_рем.= 0,05*28512,1 =1425,61 т. руб.

. Прочие административные расходы.

Расходы принимаем 10-15% от заработной платы с начислениями

С_пр = 0,13*1071,84 =139,34 т. руб.

. Цеховые расходы:

С=310,37+160,4+1551,84+801,882+1425,61+139,34=4389,442 т. руб.

Суммарные годовые цеховые расходы включают в себя: материалы, электроэнергию, заработную плату с начислениями, цеховые расходы.

∑С=818,6+5020,84 +1200,46+312,12+4389,442=11741,5 т.руб.

6. Стоимость единицы холода:

С=,

где, ∑С - суммарные годовые цеховые расходы, т. руб.;

- суммарное количество выработанного холода.

=592 руб./гДж

.4 Годовая производственная программа холодильника

Холодильник предназначен для хранения сырья и готовой продукции.

Оборачиваемость холодильника равна 10.

Таблица 50

Приведенный грузооборот холодильника

Наименование работ и операций	Коэффициент приведения	Объем работ, т.	Объем грузооборота, т.
1	2	3	4
Поступление грузов	0,745	2500*10	18625
Замораживание	1,32	149*10	1966,8
Выдача грузов	0,49	2500*10	12250
Хранение (тонно-дни):
- Рыба	0,032	900
- Мясо	0,029	1070
- Овощи, фрукты	0,029	400
- Сыры	0,029	130
Итого хранение:	0,064	2500
Всего:	32841,8

Грузооборот холодильника составляет 32841,8 т.

Товарооборот (производственная программа в денежном выражении) равна произведению объема (V) на среднюю цену сырья и готовой продукции.

V сырья 94% от грузооборота:

,8*0,96=31528,13 т.

V готовой 6% от грузооборота:

,8*0,06=1970,51 т. продукции

Производственная программа по сырью:

*30 тыс. руб.=945,84 млн. руб.

Производственная программа по готовой продукции:

,51 *65 тыс. руб.=128,083 млн. руб.

Товарооборот:

,84+128,083=1,074 млрд. руб.

7.5 Себестоимость производственной программы

. Вспомогательные материалы

Сумма затрат по материалам принимается в размере 0,1р на одну тонну приведенного грузооборота:

=0,1*32841,8 =3284,18 т.руб.

. Холод

Годовой расход холода для компенсации теплопритоков через ограждения конструкций холодильника следует определять по формуле

где,- приток тепла через ограждающие конструкции камер, ккал/ч;

n - длительность охлаждения, ч/год;

- разность между средней расчетной температурой наружного воздуха и температурой воздуха внутри охлаждаемого помещения;

- разность между расчетной температурой наружного воздуха и температурой воздуха внутри охлаждаемого помещения;

к - коэффициент учитывающий потери в трубопроводах

Q^р₁=0,0718*3,6*10^-3*0,69*6800(50,7/55)*1,1=1,23 гДж

Годовой расход холода для компенсации притоков тепла от продуктов при их термической обработке:

Q^р₂=0,07953*3,6*10^-3*0,69*6800=1,3434 гДж.

Годовой расход холода для компенсации эксплуатационных теплопритоков следует определять по формуле:

Q₃^г=Q₃^. n^. к₁^. к,

где Q₃- эксплуатационный приток тепла;

к₁ - коэффициент, учитывающий не одновременность эксплуатационных теплопритоков (0,65).

Q₃^г=0,066723*3,6*10^-3*0,69*0,65*6800=0,744 гДж.

Q=(1,23+1,3434+0,744)=3,32 гДж

Цена холода составляет - 592 руб./гДж

Затраты на холод составляют

,32^*592=1963,5 т. руб.

. Энергетические затраты

В данной статье аккумулируются расходы электроэнергии на камерное оборудование всего холодильника.

При определении количества часов работы воздухоохладителей руководствуюсь тем что продолжительность их работы в течение суток колеблется из-за не постоянства теплопритоков, проникающих в камеру, как в течении суток так и года.

Воздухоотделитель Гран модель BC352D60 N_дв =0,52 кВт

Воздухоотделитель Гран модель BH352E85 N_дв =1,17 кВт

Воздухоотделитель Гран модель BC403E60 N_дв =1,44 кВт

Воздухоотделитель Гран модель BH404G85 N_дв =2,56 кВт

Воздухоотделитель Гран модель BH353E85 N_дв =1,17 кВт

Воздухоотделитель Гран модель BH352G85 N_дв =0,52 кВт

Воздухоотделитель Гран модель BH402G85 N_дв =0,64 кВт

Морозильный аппарат АСМ - 300А N_дв =2 кВт

Данные расчёта сводим в таблицу

Таблица 51

Расход электроэнергии

Перечень оборудования	Количество единиц	Кол-во часов работы ед. общая	Всего машино-часов работы	Потребл. Мощности э/приборов , кВт	Расход э/энергии в год 10^-3кВт · час
1	2	3	4	5	6
Воздухоотделитель Гран модель BC352D60	2	3000	6000	0,52	3,12
Воздухоотделитель Гран модель BH352E85	2	3000	6000	1,17	7,02
Воздухоотделитель Гран модель BC403E60	4	5400	21600	1,44	31,1
Воздухоотделитель Гран модель BH404G85	8	6500	52000	2,56	133,12

Стоимость электроэнергии по отчётным данным бухгалтерии равна 1,75 рубля за 1кВт/час.

З_э/эн. = Э_год*Ц_э/эн.

З_э/эн. =240*1,75= 420 т. руб.

. Основная заработная (ОЗП) плата работающих на холодильника.

Таблица 52

Прямой месячный фонд холодильника

Должность	Количество человек	Месячная тарифная ставка, т. руб.	Заработная плата, т. руб.
1	2	3	4
Товаровед	2	6	18
Водитель погрузчиков	3	6,5	14
Кладовщик	3	5	15
Грузчики	5	4	13
Итого:	60

Прямой фонд:

ПФ=60*11=660 т.руб.

Доплаты по дальневосточной надбавке:

ДН=30%*ПФ т. руб.

ДН=0,3*600= 180 т. руб.

Районному коэффициенту:

РК=30%*ПФ т. руб.

РК=0,3*600=180 т. руб.

Доплата за вредность:

ДВ=8%*ПФ т. руб.

ДВ=0,08 *600=48 т. руб.

Основная заработная плата:

ОЗП=ПФ +РК+ДВ+ДН

ОЗП=600+180+180+48=1008 т. руб.

Дополнительная заработная плата (ДЗП):

ДЗП=12%*ОЗП

ДЗП=0,12*1008=120,96 т. руб.

Общий фонд заработной платы:

Общ. ФЗП=ОЗП+ДЗП

Общ. ФЗП=1008+120,96=1128,96 т. руб.

Единый социальный налог:

Отч.=26%*Общ ФЗП

Отч.=0,26 *1128,96=293,53 т. руб.

ФЗП со всеми начислениями:

,96+293,53=1422,5 т. руб.

Общепроизводственные расходы -90% от ФЗП с начислениями:

,5*0,9=1280,25 т. руб.

Итого себестоимость грузооборота:

Вспомогательные материалы - 3284,18 т. руб.

Холод - 1963,5 т. руб

Электроэнергия - 420 т. руб

Заработная плата с начислениями - 1422,5 т. руб.

Общепроизводственные расходы - 1280,25 т. руб.

Себ-ть год. грузооб.= 3284,18 +1963,5+420+1422,5+1280,25=8370,5 т. р.

Экономическая эффективность

Себестоимость 1т. груза определяется:

С_1т = т. руб.

С_1т ==0,255 т. руб.

Цена 1т. груза определяется:

Ц =С+П+НДС,

где, С - себестоимость;

П - прибыль в размере 20%;

НДС - налог на добавленную стоимость 18%.

Ц =(0,255+0,255*0,2)+(0,255+0,255*0,2)*0,18=0,361 т. руб.

Прибыль по холодильнику равна:

Пр =Д - С,

где, Д - доход (норматив от товарооборота), 3%;

С- себестоимость грузооборота.

Д=0,03*1,074 =32,22 млн. руб.

Пр=32,22-8,3705 =23,85 млн. руб.

Срок окупаемости:

С.окуп.=

С.окуп ==1,2 года

8. Научно-исследовательский раздел

.1 Пластинчатые теплообменники «Альфа Лаваль»

Широкое применение пластинчатых теплообменников в качестве элементов холодильных систем - испарителей, конденсаторов - началось во время энергетического кризиса в 1976 г.

К этому периоду в результате проведенных компанией «Альфа Лаваль» лабораторных исследований были получены корреляционные отношения, позволяющие достоверно описывать теплообмен и гидравлические характеристики двухфазного потока в каналах теплообменника.

Уже в 1984 г. пластинчатые теплообменники начали применяться в тепловых насосах и системах холодоснабжения.

Размеры пластинчатых теплообменников в сравнении с кожухотрубными позволяют создавать более компактные системы (рис.26). Дополнительное уменьшение габаритов и массы, снижение стоимости монтажных работ могут быть достигнуты объединением испарителя, конденсатора и форконденсатора на одной раме (рис.27).

Рисунок 26 - Сравнительные размеры пластинчатого кожухотрубного и испарителей

Рисунок 27 - Вариант конструктивного исполнения полусварного пластинчатого теплообменика

Благодаря высоким значениям коэффициента теплопередачи пластинчатые теплообменники могут эффективно работать при степени циркуляции 1,2-1,5, что соответствует безнасосной системе подачи хладагента типа "термосифон".

Вместе с тем использование небольшого насоса позволяет применять меньший пластинчатый теплообменник в сравнении с термосифонным.

Обслуживание и гибкость конструкции

Полусварной теплообменник может быть относительно просто разобран для ревизии и очистки. Химическая очистка таких аппаратов очень эффективна благодаря высокой степени турбулентности потока в каналах. Небольшой внутренний объем теплообменника позволяет обеспечить его быструю очистку при использовании малого количества растворов.

Пластинчатый теплообменник представляет собой гибкую конструкцию, поэтому изменение нагрузки, замена хладагента или изменения температурного режима могут быть компенсированы изменением числа кассет.

Пластинчатые теплообменники можно последовательно собирать на месте, например при их установке в глубоких шахтах с небольшим размером проходов.

Материалы

Наиболее часто применяемые материалы для пластин - это АISI 304, 316 или Титан, а также различные сплавы.

Стандарты «Альфа Лаваль» - кассеты из стали АISI 304, 316.

Титановые кассеты применяются в тепловых насосах, использующих морскую воду; в системах охлаждения шахт; в системах морского базирования; в пищевой промышленности, где хладоносителями являются коррозионно-активные вещества.

В химической промышленности часто используют редкие сплавы.

Риск замерзания

Цель исследования - определить, как в условиях начала кристаллизации (вблизи точки замерзания) можно управлять системой, с тем, чтобы получить возможность использовать теплоту фазового перехода.

Результаты экспериментов (рис. 28) позволяют сделать следующие выводы:

блокировка каналов из-за кристаллизации воды при снижении температуры кипения практически невозможна, если поддерживается постоянная циркуляция воды;

даже если вода циркулирует в частично замороженных каналах, система может быть быстро возвращена в нормальное состояние при повышении температуры кипения;

при полном замерзании каналов, что может наступить в результате прекращения циркуляции воды, не следует опасаться разрушения пластин и прокладок;

интенсивность образования льда внутри аппарата в значительной степени зависит от уровня турбулизации потока и напряжения вязкостных сил на стенке канала.

В целом благодаря высоким значениям коэффициента теплопередачи пластинчатый теплообменник может работать при относительно малой разности температур потоков а, следовательно, риск замерзания существенно снижается.

Рисунок 28 - Зависимость температуры воды на выходе из испарителя вблизи точки замерзания при снижении температуры кипения t_о,^оС:

1-температура воды на входе;

-температура воды на выходе;

-темпреатура кипения;

-тепловая нагрузка на испаритель.

Конструктивные особенности

Полусварной пластинчатый теплообменник собирается из кассет, гофры которых направлены встречно. В результате кассеты соприкасаются во множестве точек пересечения гофр. Максимальное расстояние между точками контакта не превышает 10 мм. Такая конструкция позволяет обеспечить относительную жесткость пакета пластин. Вместе с тем пакет пластин полусварного теплообменника обладает достаточной степенью свободы и в ряде случаев проявляет свои "мягкие" свойства, позволяя гасить гидроудары и колебания. Именно это свойство предохраняет теплообменник от разрушений при замерзании хладоносителя.

При расчете и эксплуатации трубчатых теплообменников особое внимание должно быть уделено обеспечению устойчивости конструкции к автоколебаниям, взаимодействующих сред.

Устойчивость пластинчатых полусварных теплообменников в отличие от кожухотрубных к автоколебаниям и вибрациям позволяет применять их на таких объектах, как атомные станции или установки морского базирования.

Пластинчатые теплообменники «Альфа Лаваль» разрешены к применению практически во всех странах мира. В России помимо сертификатов соответствия такие теплообменники получили разрешение ГОСГОРТЕХНАДЗОРА на применение в аммиачных холодильных системах.

Работа в качестве испарителя и конденсатора

Гофрированные пластины обеспечивают высокую турбулизацию потоков и следовательно, высокий коэффициент теплопередачи. Возникают высокие напряжения сдвига - напряжения вязкостных сил, обеспечивающие способность теплообменника к самоочищению. В то же время они не приводят к большим потерям давления.

Переохлаждение конденсата в пластинчатом теплообменнике достигается проще, чем в кожухотрубном, благодаря противотоку и постоянному контакту конденсата с охлаждающей средой.

Если требуется значительное переохлаждение конденсата, используется отдельный пластинчатый теплообменник с индивидуальной системой регулирования.

В компактном и высокоэффективном пластинчатом конденсаторе должны быть реализованы в чистом виде противоток, высокое значение коэффициента теплопередачи и малая степень загрязнения.

При этом температура конденсата может быть очень близка к температуре охлаждающей среды (2...3°С), что оказывает позитивное влияние на производительность установки в целом.

Пластинчатый теплообменник может быть использован в качестве испарителя. Высокие турбулентность потока и напряжения вязкостных сил обеспечивают:

надежное регулирование производительности;

относительно высокие значения коэффициентов теплопередачи как в зоне предварительного нагрева, так и в зоне перегрева в системах с ТРВ (прямое расширение). При этом потеря давления в области перегрева невысока;

гомогенность потока, что повышает эффективность переноса пара, масла и, если присутствуют, то и инертных газов, которые, скапливаясь, могут вносить дополнительное тепловое сопротивление. Гомогенность потока способствует также развитию пленочного кипения, что, в свою очередь, значительно увеличивает теплопередачу;

высокие значения коэффициента теплопередачи при использовании гликолей, этанола, хлорида кальция, а также масла;

низкую степень загрязнения;

возможность работы при высоких температурах кипения.

Пластинчатые полусварные теплообменники хорошо зарекомендовали себя в системах охлаждения с термосифоном, а также в системах прямого расширения.

Общий объем хладагента в системе охлаждения, где использованы пластинчатые теплообменники, значительно ниже, чем в системах с кожухотрубными теплообменниками (рис.29, 30).

Масло

В аммиачных системах небольшое количество масла может скапливаться на входе в теплообменник-испаритель, поэтому применяют дренаж в самой нижней точке. Однако в ряде случаев вполне достаточно той циркуляции, которую обеспечивает пластинчатый теплообменник благодаря высоким значениям напряжения вязкостных сил и турбулизации потока. При нормальной концентрации масла - около 1-2% - получено максимальное значение коэффициента теплопередачи при паросодержании на выходе из теплообменника 0,7.

Рисунок 29 - Зарядка аммиака в установку с кожухотрубным испарителем

Рисунок 30 - Зарядка аммиака в установку с пластинчатым испарителем и конденсатором:

а - подача хладагента типа «термосифон»

б - подача хладагента типа «прямое расширение» (ТРВ на входе в испаритель)

Заключение

В данном дипломном проекте представлен проект распределительного холодильника емкостью 2500 тонн в городе Уссурийске, для хранения продуктов питания и производства мясных полуфабрикатов.

В качестве строительного материала для наружных и внутренних стен использован кирпич. Общая площадь холодильника составляет 2520 м².

С целью уменьшения первоначальных затрат на строительство холодильника принимается стандартная сетка колонн шагом 66 м и строительная высота 6 м.

Для удобства приемки и выгрузки продукции, осуществляемых электрическими погрузчиками «Дружба» марки ЕВ-677-45, предусматривается коридор шириной 6 м с выходами на автомобильную платформу через вестибюль и железнодорожную платформу.

Для уменьшения теплопритоков камеры сгруппированы в три отсека с примерно одинаковыми температурами кипения: t_о=-10^оС,t_о=-33^оС и t_о=-40^оС. Низкотемпературные камеры сгруппированы на восточной стороне, высокотемпературные - на западной стороне.

Здание холодильника включает в себя 10 камер:

морозильный комплекс, где находятся два скороморозильных аппаратов АСМ - 300А производительностью 7,2 т/сут, для замораживания мясных полуфабрикатов;

четыре камеры хранения мороженой продукции (t_пм=-20⁰C; t_пм=-25⁰C);

две камеры хранения охлажденной продукции (t_пм=+4⁰C; t_пм=+2...-1⁰C);

две универсальные камеры хранения продукции (t_пм=0...-1⁰C/t_пм=-20⁰C);

экспедиция (t_пм=0⁰C).

Применяемый холодильный агент - фреон R-22. Система охлаждения - непосредственная с принудительным движением воздуха.

Во всех камерах хранения грузов и экспедиции используются высокоэффективные воздухоохладители.

Первый температурный режим t_о=-10^оС объединяет камеры №1 (хранение сыров), №2 (хранение овощей, фруктов), №3, №4 (хранение овощей), №10 (экспедиция). На этот температурный режим работает один винтовой компрессорный агрегат фирмы «Грассо» типа KH с регенеративным газовым теплообменником ТФ-80. Подача хладагента в приборы охлаждения осуществляется от циркуляционного ресивера марки РКЦ-1,25 с помощью герметичного насоса марки САМ 3/2.

Второй температурный режим t_о=-33^оС объединяет камеры №3, №4, №8 (хранение мороженого мяса), №6 (хранение мороженых мясных полуфабрикатов), №7, №9 (хранение мороженой рыбы). На данный температурный режим работает один двухступенчатый винтовой компрессорный агрегат фирмы «Грассо» типа LN, регенеративный газовый ТФ₃-50 и жидкостной ТФ₁-100 теплообменники. Подача холодильного агента в приборы охлаждения осуществляется от циркуляционного ресивера марки РКЦ-1,25 с помощью герметичного насоса марки САМ 3/2.

Третий температурный режим t_о=-40^оС предназначен для замораживания мясных полуфабрикатов в воздушных спиральных морозильных аппаратах АСМ - 300А (камера №5). На данный температурный режим работает один двухступенчатый винтовой компрессорный агрегат фирмы «Грассо» типа LN, регенеративный газовый ТФ₂-50М и жидкостной ТФ₁-100 теплообменники. Подача холодильного агента в приборы охлаждения осуществляется от циркуляционного ресивера марки РКЦ-1,25 с помощью герметичного насоса марки САМ (R)2/3.

Проектом предусмотрен запасной двухступенчатый винтовой компрессорный агрегат фирмы «Грассо» типа LN. Так же в схемах предусмотрены запасные насосы холодильного агента, тех же марок.

Установлено три испарительных конденсатора марки МИК1-100-Н, два линейный ресивера марки РЛД-1,25 один из которых является дренажным. Вода на конденсаторы подаётся водяным насосом марки К200-150-250 имеющем резерв той же мари.

Для заправки компрессоров смазочным маслом в машинном отделении установлен агрегат централизованной смазки. Для выпуска масла предусматривается маслоотделитель марки 60МЗС.

В целях обеспечения безопасных условий труда предусмотрено: искусственное освещение, рабочее и аварийное осуществляемое с помощью ламп накаливания взрывозащищенного исполнения марки НГ-500, система рабочей (приточно-вытяжной) и аварийной вентиляции, система пожарной сигнализации - датчики КИ-1 реагирующие на дым или высокую температуру, галоидный электронный течеискатель, индивидуальные средства защиты (противогазы ПШ, газонепроницаемые костюмы УСГС, аппараты сжатого воздуха АСВ-2).

Схема автоматики данного проекта предусматривает систему автоматической защиты холодильной установки от предельного отклонения от оптимального режима работы, систему автоматической сигнализации и дистанционного контроля состоящей из аварийной световой, звуковой сигнализации и рабочей световой, систему автоматического управления и регулирования обеспечивающую пуск и остановку холодильной машины по достижению установленных параметров, изменение подачи хладагента по температуре в камере, изменение холодопроизводительности компрессоров в зависимости от тепловой нагрузки; заполнение аппаратов и сосудов холодильным агентом; изменение количества охлаждающей воды, подаваемой на водяные конденсаторы, в зависимости от тепловой нагрузки.

По охране окружающей среды проектом предусматривается очистка сточных вод, раздельное хранение твёрдых отходов в специальных контейнерах для последующего вывоза за пределы предприятия, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов, оздоровлению окружающей природной среды.

Срок окупаемости холодильника составляет 1,2 лет.

Список используемых источников

1. Теплоизоляция холодильников. М. 1966. 272 с.

2. Аршанский С.Н., Сенкевич Э.Я., Матвеева В.И. Холодильные сооружения рыбной промышленности. - М. 1972. - 320 с.

. Ионов А.Г., Мехеницкий С.Я., Боголюбский О.К. Насосно-циркуляционные системы морозильных установок. М.: Пищ. пром-сть, 1976. 190с.

. Крылов Ю.С., Пирог П.И. Проектирование холодильников. М.: Пищ. промышленность, 1976. 190 с.

5. Эксплуатация холодильников: Справ./Под ред. А.В. Быкова. М.: Пищ. промышленность, 1977. 208с.

. Голянд М.М., Малеванный Б.Н. Холодильное технологическое оборудование. М.: Пищ. промышленность, 1977.335 с.

. Проектирование холодильных сооружений: Справ./Под ред. А.В. Быкова. М.: Пищ. промышленность, 1978. - 255 с.

8. Холодильные компрессоры: Справ./Под ред. А.В. Быкова. М.: Пищ. промышленность, 1981. 280 с.

. Холодильные машины: Справ./Под ред. А.В. Быкова. М.: Пищ. промышленность, 1982. 222 с.

. Различные области применения холода: Справ./Под ред. А.В. Быкова. М.: Пищ. промышленность, 1985. 270 с.

. Данилова Г.Н., Богданов С.Н., и др. Теплообменные аппараты холодильных установок. Л.: Машиностроение, 1986.330 с.

. Свердлов Г.З., Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. М.: Агропромиздат, 1989. 223 с.

. Общие требования к текстовым документам. ГОСТ 2.10-95. Минск 1995.

. Курылев Е.С., Оносовский В.В. Холодильные установки. Санкт-Петербург, 2000. 576 с.

15. Бараненко А.В., Калюнов В.С., Румянцев Ю.Д. Практикум по холодильным установкам. Санкт-Петербург: Профессия, 2001.271 с.

16. Игнатенко Е.Н. Курсовое проектирование по холодильным установкам: Методические указания. - Владивосток, Дальрыбвтуз, 1995

. Игнатенко Е.Н. Холодильные установки: Методические указания. Владивосток, Дальрыбвтуз, 2003.

18. Диканова Л.Ф. Оформление документации: Методическое указание. Владивосток, Дальрыбвтуз, 2003.

19. Технико-экономический раздел дипломных проектов холодильных установок, Методические указания / Н.Е. Хоменко.

. Монтаж, эксплуатация и ремонт холодильных установок, Методические указания к лабораторным работам./ В.В Олейник, Л.И. Ильченко.

. Правила устройства и безопасности эксплуатации фреоновых холодильных установок. М.: ВНИКТИхлодпром. 156 с.

22. Закон РФ «Об охране окружающей природной среды РФ»

23. Бабокин Б.С. Холодильные агенты, масла, сервис холодильных систем. Москва, 2000. 457 с.

. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации фреона. М.2001.

25. Журнал «Холодильная техника», выпуск 10, 2005.

. Каталог фирмы Danfoss , 2003.

Проект распределительного холодильника емкостью 2500 т. в г. Уссурийск

Проект распределительного холодильника емкостью 2500 т. в г. Уссурийск

Примечание. Защита компрессоров и аппаратов, входящих в состав холодильной установки, но не указанных на схеме, аналогична выше перечисленным.

Похожие работы на - Проект распределительного холодильника емкостью 2500 т. в г. Уссурийск