Расчет и проектирование холодильных камер предприятий торговли и массового питания

РОССИЙСКИЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

имени Г.В. ПЛЕХАНОВА

 

Кафедра "Технологические  машины и оборудование"

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ»

 

Расчет и проектирование холодильных камер предприятий  торговли и массового питания

 

 

 

 

Выполнил: студент 741 гр

 

Проверил: Большаков С.А.       

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2012

Данные варианта:

Город	Предприятие	Расположение	Мясо кг/сут	Рыба кг/сут	Мол-Жир кг/сут	П/ф кг/сут	Зелень, напитки кг/сут
Санкт-Петербург	Кафе	Подвал	150	90	90	85	120

 

	Мясо	Рыба	Мол-Жир	П/ф	Зелень, напитки
Температура хранения, 0С	0	-2	+2	0	+5
Относительная влажность, %	80	95	80	90	90
Кратность воздухообмена	-	-	-	-	4 в сут
Норма площади камеры, м2/10м2	2,8	2,2	2,8		1,7
Срок хранения, сут	3-4	3-4	1-2	1	2(до 5)
Норма загрузки qF, кг/м2	100-140	160-200	120-140	80-100	80-100

 

Грузовая площадь: _{, Gпр – суточный расход продуктов через камеру, кг/сут; τ – время хранения данного вида продукта, сут; qf – норма загрузки на единицу площади камеры, кг/сут.}

_{, строительная площадь, β=0,45 для Fгр (2,25-4,5), β=0,55 для Fгр (5,5-11,0)}

 

 

Так как минимально допустимая площадь холодильной камеры составляет 5 м²,  то для рыбной, молочно-жирной, п/ф, зелени и напитков, где F_гр<5, будут минимальные размеры камеры в плане –2,1х2,4 м, F_стр=5/0,45=11,2 м

 

Расчет наружной стены

Рис.1  Конструкция наружной стены. 1-штукатурка; 2-кирпичная кладка (железобетонная плита, бетонный блок); 3-паро-гидроизоляция; 4-тепловая изоляция.

Расчет толщины  теплоизоляции производится по формуле

 

где δ_из - толщина теплоизоляции, м;

λ_из — теплопроводность теплоизоляционного материала, Вт/(м • К). В настоящее время в качестве теплоизоляционного материала при строительстве холодильников чаще всего применяют пенополистирол марки ПС-БС с коэффициентом теплопроводности λ_из = 0,04 Вт/(м² • К);

К — коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м² • К), (табл. 5);

m — коэффициент конструктивного качества теплоизоляционной конструкции ограждения, m = 1 для заливочной и напыляемой теплоизоляции, m = 1,05 для теплоизоляции ПСБ-С, m = 1,1 для минераловатных плит и подобных материалов;

δ_огр — толщина отдельных слоев строительной конструкции ограждения, м;

λ_огр — теплопроводность отдельных слоев строительной конструкции ограждения, Вт/(м • К);

α₁, α₂ — коэффициенты теплоотдачи по обе стороны стенки ограждения с внешней и внутренней соответственно, Вт/(м² • К) .

 

,                                

где δ_1,2,...,n - толщины определенных слоев строительных материалов конструкции данного вида ограждения, м

λ_1,2,...,n  - коэффициенты теплопроводности этих строительных материалов ограждения, Вт/м *К

действительный коэффициент  теплопередачи

- термическое сопротивление  слоев ограждения за исключением  слоя тепловой изоляции.

К_расч=К_д(1,1…1,2)

Толщины отдельных слоёв  ограждений рекомендуется принимать:

- δ штукатурки - 0,01 м;

- δ битумного слоя (паро-гидроизоляция) - 0,008м; (наружная часть стены, т к подвал)

- δ кирпич - 0,51 м.

α₁=∞ - для подземной части

α₂=8 Вт/(м²*К)

α₂=16 Вт/(м²*К) (с приточно-вытяжной вентиляции для зелени)

 

λ_из =0,047 Вт/(м*К) пенопласт

λ =0,82 Вт/(м*К) кирпич

λ =0,18 Вт/(м*К) битум

λ =0,88 Вт/(м*К) штукатурка цементная

 

Коэффициент теплопередачи ограждений.

Ограждение	Климатические зоны	Температура в камере, tкам
		-15оС	-2°С		0°С		+2°С		+4°С		+6°С
		Коэффициент К, Вт/м °С
Наружные стены	средняя	0,31		0,44		0,46		0,52		0,58	0,62
Бесчердачные перекрытия	средняя	0,25		0,37		0,40		0,46		0,52	0,55
Внутренние стены, междуэтажные перекрытия, перегородки и тамбур		0,43		0,56		0,58		0,64		0,70	0,73

 

а) При t_кам= 0 ^оС (п/ф и мясо)

=0,061м

Теплоизоляционные материалы  выпускаются в виде плит стандартной  величины. Округляем в большую  сторону. δ_из=100 мм= 0,1 м

Вт/м²*К

К_расч=0,32*1,2=0,38 Вт/м²*К

б) При t_кам=+2⁰С (Мол-Жир)

  м

 Вт/м²*К

К_расч=0,5*1,2=0,6 Вт/м²*К

в) При t_кам=+5⁰С (Зелень) +вентиляция

=0,048 м

Плита стандартная δ_из=50 мм= 0,05 м

 Вт/м²*К

К_расч=0,48*1,2=0,58 Вт/м²*К

 

 

 

 

 

Внутренние стены  и перегородки в тамбур

Рис. 2. Конструкция внутренних стен и перегородок в тамбур. 1 – штукатурка; 2 – кирпичная кладка; 3 – паро- гидроизоляция; 4 – тепловая изоляция.

Толщина кирпичной  стенки=0,25м

Для мяса и п/ф:

=0,017м

Плита стандартная δ_из=25 мм= 0,025 м

Вт/м²*К

К_расч=0,6*1,2=0,72 Вт/м²*К

 Для рыбной камеры:

=0,06м

Плита стандартная δ_из=100 мм= 0,1 м

Вт/м²*К

К_расч=0,38*1,2=0,46 Вт/м²*К

 

Для молочно-жирной камеры:

=0,049м

Плита стандартная δ_из=50 мм= 0,05 м

Вт/м²*К

К_расч=0,64*1,2=0,76 Вт/м²*К

Для зелени:

=0,047м

Плита стандартная δ_из=50 мм= 0,05 м

Вт/м²*К

К_расч=0,67*1,2=0,8 Вт/м²*К

Расчет  перегородки между камерами.

1 - слои штукатурки; 2-кирпичная  кладка; 3 – паро-, гидроизоляция; 4 – тепловая изоляция

К_р=0,58 Вт/м²*К

Между камерами с мясом и рыбой:

 Вт/м²*К – теплоизоляция в 25 мм не подходит, так как должно выполнятся неравенство К_р≥К_д

Теплоизоляция 30 мм

 Вт/м²*К – подходит

 

Между камерами с зеленью и молочно-жирной:

 Вт/м²*К – теплоизоляция в 25 мм не подходит, так как должно выполнятся неравенство К_р≥К_д

Теплоизоляция 30 мм

 Вт/м²*К – подходит

Между камерами п/ф и молочно-жирной:

 Вт/м²*К – теплоизоляция в 25 мм не подходит, так как должно выполнятся неравенство К_р≥К_д

Теплоизоляция 30 мм

 Вт/м²*К – подходит

Расчёт толщины  теплоизоляции для междуэтажного перекрытия.

Рис. 3. Конструкция междуэтажного перекрытия и покрытия.  а) междуэтажное перекрытие:

1 - чистый пол, 2 - бетонная  стяжка, 3 - железобетонная плита, 4 - штукатурка, 5 - гидроизоляция,

6. - теплоизоляция; б) покрытие: 1 - рулонная кровля, 2 - бетонная стяжка.

Железобетон δ =0,22 м, λ =1,5 Вт/м²*К

Бетонная стяжка  δ =0,04 м, λ =1,2 Вт/м²*К

 

Междуэтажные  перекрытия, так как камеры расположены  в подвале.

Для камер, где  t=0 ⁰С (мясная и п/ф).

=0,04м

Плита стандартная δ_из=50 мм= 0,05 м

  Вт/м²*К

К_расч=0,5*1,2=0,6 Вт/м²*К

Для рыбной камеры t=-2 ⁰С

=0,04м

Плита стандартная δ_из=50 мм= 0,05 м

  Вт/м²*К

К_расч=0,5*1,2=0,6 Вт/м²*К

 

Для молочно-жирной камеры t=+2 ⁰С:

=0,029м

Плита стандартная δ_из=30 мм = 0,03 м

  Вт/м²*К

К_расч=0,62*1,2=0,74 Вт/м²*К

Для камеры с зеленью t=+5 ⁰С:

=0,026м

Плита стандартная δ_из=30 мм = 0,03 м

  Вт/м²*К

К_расч=0,66*1,2=0,79 Вт/м²*К

 

Расчёт толщины  теплоизоляции для пола

1 – чистый пол; 2 – армированная  бетонная стяжка; 3 – керамзитобетонная  стяжка; 4 – тепловая изоляция (подсыпка, керамзитовый гравий); 5 – гидроизоляция; 6 – бетонная подготовка; 7 – уплотненный  грунт с щебнем

При расчетах по укрупнённым  показателям допускается принимать  значения рекомендованных коэффициентов  теплопередачи для полов камер, расположенных в подвале, равным 0,23 Вт/ (м²∙К).

Значение  условного  коэффициента теплопередачи для  пола: до 2м от наружной стены 

К_усл=0,47 Вт/м²*К

λ= 0,23 Вт/(м*К) гравий керамзитовый

=0,04м

Толщина теплоизоляции пола под зеленью:

=0,042м

 

 

 

Калорический  расчет блока холодильных камер

Q_кам=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄ ,                      

где Q_{кам  -} суммарный теплоприток в камеру,Вт;

Q₁ - теплоприток в камеру через ограждения, Вт;

Q₂ - теплопритоки, поступающие с товарами и тарой, Вт;

Q₃ - теплоприток, поступающий о воздухом в камеру при ее вентилировании, Вт

Q₄ - эксплуатационные теплопритоки (освещение камеры, открывание дверей, пребывание людей и т.д.), Вт.

 

Определение  Q_1.

Q₁=Q₁'+Q₁'' ,                              

где Q₁' - теплопритоки за счет теплопроводности ограждения и конвекции, Вт

Q₁'' - теплопритоки за счет солнечной радиации, Вт.

 

Q₁'=F∙K_p∙ (t₁-t_кам) ,                

где F - поверхность, через которую происходит теплоприток, м²

К_р - расчетный коэффициент теплопередачи данного ограждения, Вт/ м² °С;

t₁ - температура снаружи данного ограждения, °С;

t_кам. - температура воздуха в камере, ^оС.

Q₁''=k_p∙F_c∙Δt_c ,                            

Теплоприток от солнечной  радиации  равен нулю, так как  камеры находятся в подвале.

 

	Мясо	Рыба	Мол-Жир	П/ф	Зелень
Кр для наружных стен	0,38	-	0,6	0,38	0,58
Кр для внутрен.стен	0,72	0,46	0,76	0,72	0,8
Кр междуэтаж	0,6	0,6	0,74	0,6	0,79
Кр пол	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47
Кр между камерами	0,58	0,58	0,58	0,58	0,58

 

 

Высота стены камеры = 3 м

t_смеж= 27- 5 = 22 ⁰С

t_тамбур= 27- 10 = 17 ⁰С

 

Для рыбной камеры:

Q₁=  0,46 * 3*2,86 (22-(-2))= 94 Вт - внутренняя стена