Температурный режим полов и заглубленных частей ограждений холодильников.

Полы холодильников должны иметь достаточную прочность, выдерживать нагрузку от грузов и транспортных средств, быть гигиеничными и безопасными для передвижения людей и транспортных средств. Покрытие таких полов делают монолитным толщиной 40-50 мм из бетона марки 400 или из армированных мозаичных плит размером 500х500х40 из бетона марки 400. На холодильниках малой вместимости допускается двухслойное асфальтобетонное покрытие толщиной 40-50 мм. На участках интенсивного движения допускается применение металлических плит. Полы камер температура которых -2⁰С и выше, можно по всей поверхности не изолировать. Для уменьшения теплопритоков по периметру наружных стен в этом случае предусматривают отсыпку из насыпного теплоизоляционного материала. В конструкциях пола для камер, температура в которых более низкая, предусматривают теплоизоляцию из минераловатных и пенополистирольных плит или насыпных материалов, а над ними бетонную стяжку толщиной 50-80 мм. Для защиты от проникновения влаги предусматривают слои паро- и гидроизоляции. Для защиты грунта от промерзания используют полы с обогревом электричеством, воздухом или жидкостями. Другим эффективным способом предохранения грунта от промерзания служит устройство полов с проветриваемым подпольем. Наибольшее распространение получили полы с электрообогревом при рабочем напряжении 25 и 38В. Теплоизоляцию обогреваемых полов в помещениях с температурой воздух -20 и ниже выполняют из эффективных плитных теплоизоляционных материалов. В помещениях, температура в которых выше -20 допускается теплоизоляция из неорганических материалов. Гидро- и пароизоляцию конструкций обогреваемых полов делают из материалов повышенной влагостойкости, укладываемых ниже бетонной подготовки электронагревателями.

Особенности температурного режима грунта у оснований холодильников.

Особенностью холодильных сооружений при расположении низкотемпературных помещений непосредственно на грунте является то, что в этом случае создаются условия вечной зимы для площади, на которой расположены эти помещения.

На открытом месте (за пределами здания) температура поверхностного слоя грунта изменяется в зависимости от времени года, почти в точности следуя за колебаниями средней температуры наружного воздуха. В более глубоких слоях, по мере удаления от поверхности, сезонные колебания температуры грунта затухают и по фазе все больше отстают от колебаний температуры наружного воздуха. На некоторой глубине, не одинаковой для различных географических пунктов, имеется слой грунта, так называемый пояс постоянной температуры, где сезонные колебания температуры уже не наблюдаются. Температура в этом поясе примерно равна среднегодовой температуре в данной местности. Ниже этого слоя начинается постепенное, равномерное повышение температуры вследствие геотермического эффекта.

Т. о., выше пояса постоянной температуры наблюдаются сезонные колебания температуры грунта, и в местностях с положительной среднегодовой температурой воздуха можно установить глубину, на которую опускается в грунт нулевая изотерма. Эта величина называется глубиной промерзания грунта и зависит от климатических особенностей данной местности.

Подошва фундамента обычных промышленных зданий закладывается, как правило, обычно ниже глубины промерзания грунта (при умеренной ее величине), если грунт в пункте строительства является влажным (мокрый песок, плывун, суглинистые и глинистые грунты и т. п.). Необходимость этого вызвана тем, что при замерзании слоев грунта, содержащих воду, грунт выпучивается вследствие увеличения объема воды при ее отвердевании. При замерзании воды в грунте возникают усилия, примерно на порядок превосходящие значение удельной нагрузки от здания, передаваемой на грунт через подошву фундамента. Поэтому, если грунт под фундаментом начнет промерзать, то возникающих при этом усилий достаточно для того, чтобы «поднять» любое здание. Лед начинает образовываться в щелях и раковинах в грунте, где вода находится под относительно меньшим давлением и, следовательно, имеет более высокую температуру замерзания. Так как давление насыщенного пара над поверхностью льда ниже, чем над водой, то это способствует притоку водяного пара из соседних зон и его конденсации на поверхности образовавшегося льда. В связи с неравномерностью образования льда в отдельных местах под зданием происходит подъем участков грунта, что часто сопровождается неравномерным смещением элементов несущих конструкций здания.

В холодильных сооружениях это явление усложняется. Во-первых, из-за наличия низкотемпературных помещений, расположенных на грунте, последний может промерзать не только под фундаментом по периметру здания, как это случается в обычных отапливаемых зданиях, но и под зданием. Во-вторых, если под фундаментом обычных зданий грунт в теплое время года оттаивает, то под холодильными сооружениями все время царит вечная зима, вследствие чего нулевая изотерма постепенно опускается все ниже и ниже, свидетельствуя о промерзании более глубоких слоев грунта

Промерзание влажного грунта под низкотемпературными поме­щениями в некоторых отечественных и зарубежных холодильни­ках привело к выпучиванию полов в нижних этажах, появлению трещин в стенах, колоннах, междуэтажных перекрытиях.

Однако говорить о возможном пучении грунта можно только в случае наличия влаги в грунте и при высоком уровне грунтовых вод.

Управление температурным режимом грунта у основания холодильников.

Системы предотвращения промерзания грунта под промышленными холодильниками.

При работе промышленных холодильных установок в морозильной камере постоянно поддерживается низкая температура, и конструкция пола постепенно промерзает. Даже при хорошей теплоизоляции этот процесс не остановить и с течением времени начнётся промерзание грунта. Содержащаяся в грунте влага замерзает и происходит вспучивание грунта, способное разрушить любые, самые прочные строения. Результат – разрушение пола в морозильной камере и выход из строя всего сооружения.

Предотвратить это можно только прогревом нижней части основания морозильной камеры. Появление в арсенале проектировщиков нагревательных кабелей позволило оптимальным образом справиться с решением этой задачи.

Электрический нагревательный кабель создает тепловой экран, препятствующий проникновению холода в грунт под холодильной установкой. В отличии от обычного "тёплого пола" нагревательный кабель располагается под слоем теплоизоляции (см. рисунок ниже). При этом требуемая мощность обогрева минимальна, и в среднем составляет 15-20 Вт/кв.м.

В основе системы лежат специальные бронированные нагревательные кабели промышленного назначения, обладающие повышенной механической прочностью и устойчивостью к тепловым перегрузкам. Полностью автоматизированное управление электрообогревом обычно программируется на поддержание температуры теплового слоя в диапазоне +3…+5°С и позволяет исключить вмешательство человека в работу системы.

Для многоэтажных холодильников целесообразным путем, избавляющим от опасных последствий пучения грунта, является отказ от расположения низкотемпературных помещений непос­редственно на грунте; в этом случае низкотемпературные помещения можно размещать на этажах выше первого или устраи­вать подвалы. Если устраивают подвалы, то в них предусматривают помещения с температурой -2 °С и выше.

 

Подогрев пола охлаждаемых помещений.

На ряде холодильников применяли шанцевые полы - полы с системой вентилируемых каналов, которые выполняли из бетонных, асбоцементных, керамических труб с внутренним диаметром 200-300 мм, уложенных на грунт с расстоянием между осями 1-1,5 м. В теплое время года в каналы подается наружный воздух, а в холодное время года (или при высокой влажности наружного воздуха) осуществляется рециркуляция воздуха, для чего воздух, нагнетаемый вентилятором в каналы, предварительно подогревается в воздухоподогревателе (калорифере). Шанцевые полы оказались дорогими и не всегда надежными, в частности, из-за конденсации водяного пара из воздуха, замерзания конденсата, образования ледяных пробок и нарушения циркуляции воздуха.

Электрический подогрев пола. Электрические нагреватели выполняют из стальных прутков диаметром 8-12 мм, укладываемых с шагом 0,3-0,4 м в бетонную подушку толщиной до 100 мм, лежащую на грунте. Концы прутков последовательно сваривают для того, чтобы создать непрерывную электрическую цепь. На образованные таким образом секции подается напряжение 24 или 36 В от трехфазного разделительного понижающего трансформатора. При этом способе температуру в бетонном слое между прутками нагревателей удается автома­тически поддерживать не ниже 1-2 °С. Этот способ дешевле шанцевых полов по капитальным затратам, но требует большего расхода электроэнергии, что повышает эксплуатационные расходы. В небольших одноэтажных холодильниках для электрообогрева используют гибкий кабель, уложенный на бетонную плиту и залитый выравнивающим слоем бетона или засыпанный слоем песка.

Обогрев грунта жидким теплоносителем (не замерзающим при -2 °С), подаваемым насо­сом по трубам (стальным, полиэтиленовым), уложенным в бетонную плиту с шагом 0,5-1, м и нагреваемым источником низкопотенциальной бросовой теплоты (например, горячим паром хладагента, конденсирующимся хладагентом). Этот способ экономичен вследствие малых эксплуатационных затрат.

Еще одним методом защиты грунта от промерзания является отрыв пола одноэтажного холодильника от земли (проветриваемое подполье высотой 0,9-1,0 м).

 

Лекция 12. Теплопритоки от продуктов. Теплопритоки с наружным воздухом. Эксплуатационные теплопритоки. Тепловой баланс помещений холодильников

Теплопритоки от продуктов (грузов) при их холодильной обработке.

В ряде случаев при расчете Q₂ разделяют тепловыделения от груза и тары:

Теплоприток от груза зависит от суточного поступления продуктов в камеру, вида продукции, температуры продукта при поступлении в камеру и выпуске из нее, а также от продолжительности холодильной обработки:

, Вт, (1)

где М_пр – суточное поступление продуктов в камеру, т в сутки; i_пост – удельная энтальпия продукта, поступающего в камеру при температуре поступления t_пост, кДж/кг; i_вып – удельная энтальпия продукта, выпускаемого из камеры при температуре t_вып, кДж/кг; t - продолжительность холодильной обработки.

При расчете теплопритока суточное поступление продукта для камер хранения принимают равным 6% вместимости камеры (при ³200 т) или 8% вместимости камеры (при вместимости <200 т).

Для камер или устройств охлаждения и замораживания продуктов суточное поступление определяется производительностью в тоннах в сутки. Удельную энтальпию продукта в зависимости от его вида и температуры определяют по табличным данным [Лашутина, прил. 14]. Продолжительность холодильной обработки для камер хранения принимают 24 часа, для камер замораживания и охлаждения – в зависимости от мощности холодильника.

Для фруктовых и перевалочных рыбных холодильников суточное поступление груза в камеры хранения принимают равным 10% вместимости камер. Расчетные параметры некоторых камер на распределительных и производственных холодильниках приводятся в литературе, Лашутина, таблица 68, с.347.

Масса тары составляет в среднем 10…15% от массы продуктов, а для стеклянной тары – 100%. Массу деревянных ящиков для фруктов принимают равной 20% массы фруктов. Удельную теплоемкость тары принимают в зависимости от ее материала: картон, дерево – с = 2,3 кДж/(кг×К); сталь – 0,5 кДж/(кг×К); стекло – 0,8 кДж/(кг×К). Теплоприток от тары определяют по выражению

, Вт (2)

где М_т – суточное поступление тары, принимаемое пропорционально суточному поступлению продукта, т в сутки; с_т – удельная теплоемкость материала тары, кДж/(кг×К); t_пост и t_вып – температура тары (принимается по продукту), поступающей и выпускаемой из камеры; t - продолжительность холодильной обработки, принимается по продукту, ч.

При охлаждении и хранении фруктов и овощей возникает дополнительный теплоприток от дыхания фруктов. Так называемое дыхание, это процесс разложения глюкозы, содержащейся в фруктах и овощах, с образованием газообразного диоксида углерода и выделением теплоты.

Теплоприток при охлаждении и хранении фруктов и овощей находят по зависимости:

(3)

где q_2фр’ – удельное количество теплоты дыхания, выделяемое при охлаждении фруктов и овощей, Вт/т; q_2фр” – то же во время хранения; М₁ – масса одновременно поступающих в камеру грузов, т; М₂ – масса хранящихся в камере охлажденных грузов, т. При расчете теплопритоков отдельно по помещениям для охлаждения и хранения можно воспользоваться соответственно первым и вторым членом формулы.

Удельное количество выделяемой теплоты дыхания зависит от вида продукта и от температуры, при которой он находится. При охлаждении фруктов и овощей за расчетное значение принимают среднюю температуру груза t_гр = (t₁ + t_пм)/2. При хранении температуру груза принимают равной температуре помещения.

Для определения расчетной нагрузки на камерное оборудование отдельных помещений или аппаратов Q₂ распределяют пропорционально их производительности. В устройствах периодического действия действительный теплоприток значительно изменяется в течение всего периода обработки. В начальный момент, когда теплый продукт погружают в помещение с низкой температурой, от продукта в единицу времени отводят наибольшее количество теплоты, так кА этому моменту соответствует наибольшая разность температур. По мере охлаждения (замораживания) продукта разность температур между продуктом и охлаждающей средой убывает, в связи с чем постепенно уменьшается и количество теплоты, отводимое в единицу времени. Указанные выше зависимости для нахождения теплопритока Q₂ позволяют получить среднее его значение за весь период обработки. Естественно, что оборудование, подобранное по среднему теплопритоку, не сможет отвести повышенное количество теплоты, выделяющейся в начале процесса. Поэтому на установках. Рассчитанных подобным образом, сразу после погрузки теплых продуктов температура охлаждаемого помещения повышается, в результате чего продолжительность обработки оказывается существенно больше расчетной. Чтобы избежать этого, расчетный теплоприток на камерное оборудование целесообразно увеличивать на 30% по сравнению с полученным теплопритоком, т.е. считать Q_2об = 1,3×Q₂. Иногда это увеличение учитывается вводом в зависимости коэффициента R.

Для создания более равномерной нагрузки на компрессор и приближения ее к расчетной желательно иметь не одно, а несколько устройств для холодильной обработки (при устройствах периодического действия) со смещенными по времени циклами. В устройствах непрерывного действия получается сравнительно равномерная нагрузка на оборудование, в связи с чем, вносить указанную поправку при их расчет не рекомендуют. Холодильную обработку предусматривают и при расчете холодильного оборудования для хранения грузов при низких температурах, если возможно поступление грузов, имеющих температуру выше (более чем на 3 К) температуры охлаждаемого помещения. В нагрузку на компрессор в этом случае включают теплоприток от охлаждаемых или домораживаемых грузов, вычисленный по максимальному суточному поступлению во все помещения, обслуживаемые компрессором данной температуры кипения, так как общая нагрузка не зависит от того, в какое помещение поступит груз. Для определения же камерного оборудования данного помещения весьма существенно, сколько груза поступает ежедневно именно в это помещение и насколько температура груза выше температуры помещения. Поэтому, например, для распределительных и производственных холодильников рекомендуется ограничивать суточное поступление грузов в камеры хранения вместимостью более 200 т 6%.

Теплопритоки с наружным воздухом, поступающим при вентиляции помещений холодильников.

Вентиляцией называется организованная замена воздуха помещения свежим наружным воздухом. Подаваемый в охлаждаемое помещение наружный воздух должен быть предварительно охлажден до температуры воздуха в помещении, а содержание в нем влаги понижено до значения, соответствующего влагосодержанию воздуха в помещении. Теплота, отводимая от наружного воздуха при такое его обработке и составляет теплоприток Q₃.

Для камер хранения продуктов Q₃ определяется:

, Вт (4)

Где V_к – объем вентилируемой камеры, м³; а – кратность воздухообмена в сутки, 1/сут, которая показывает сколько раз в сутки воздух дожжен быть заменен, а = 3…5 1/сут для камер хранения; а = 10…21 1/сут для камер предварительного охлаждения фруктов); r_в = плотность воздуха в камере, кг/м³; i_н и i_в – удельные энтальпии наружного воздуха и воздуха в камере, кДж/кг; определяются по температуре воздуха по i-d диаграмме для влажного воздуха.

Для охлаждаемых производственных помещений

, Вт (5),

Где 20 – норма подачи воздуха в час на одного работающего человека, м³/ч на 1 человека; n – число работающих людей, человек.

Теплоприток Q₃ учитывают полностью и на оборудование, и на компрессор.

Эксплуатационные теплопритоки от различных источников.

В период эксплуатации охлаждаемых помещений появляются еще несколько теплопритоков: от освещения помещения; от людей, работающих в помещении; от электродвигателей вентиляторов воздухоохладителей, системы вентиляции, погрузо­разгpузочных механизмов, систем оттаивания инея с воздухоохладителей, нагревателей дверных проемов; из смежных помещений при открывании дверей, через окна загрузки и выгрузки транспортеров, инфильтрация через щели дверей, окон. Нередко составляющие эксплуатационных теплопритоков действуют неодновременно, например, от электродвигателей вентиляторов воздухоохладителей и системы оттаивания инея. В таком случае учитывается наибольшая величина составляющей.

Сумма эксплуатационных теплопритоков в общем случае определяется по зависимости:

Q₄ = Q_4.1 + Q_4.2 + Q_4.3 + Q_4.4 (6)

где Q_4.1 - теплоприток от освещения; Q_4.2 - теплоприток от работающих электродвигателей; Q_4.3 - теплоприток от работающих людей; Q_4.4 - теплоприток из смежных помещений через открытые двери.

Указанные теплопритоки рассчитывают по формулам:

, (7)

(8)

(9)

(10)

где N_осв - мощность светильников; h_одн - коэффициент одновременности включения осветительных приборов или электродвигателей, h_одн = 0,4 - 1; q_4.1 - плотность теплового потока от светильников, обычно относится к площади пола охлаждаемого помещения, для складских помещений рекомендуется принимать q_4.1 = 5 - 8 Bт/м²; N_эл – мощность электродвигателей, одновременно работающих в помещении; q_4.2 - плотность теплового потока от электродвигателей в помещениях, оборудованных воздухоохладителями, отнесенная к площади пола охлаждаемого помещения;0, 35 – тепловыделения от одного человека при средней интенсивности работы, кВт; n - число людей, одновременно работающих в помещении, n =2 - 4; b - коэффициент продолжительности открытия дверей, b = 0,15 для камер хранения производственных холодильников, b = 0,3 для камер хранения распределительных холодильников, b = 1 для камер холодильной обработки; F_дв - площадь дверного проема; h - коэффициент эффективности снижения теплопритоков при использовании средств теплозащиты дверного проема, h== 0,6 для воздушной завесы, h = 0,8 для самозакрывающихся дверей, h = 0,95 для совместного применения тамбура с самозакрывающимися дверями и воздушной завесой; q_4.4 - плотность теплового потока, отнесенного к площади дверного проёма.

Значение плотности теплового потока q_4.4 для охлаждаемых помещений, не имеющих непосредственного выхода на улицу определяют по графику, представленному в [Курылев, с. 138].

Плотность тепловоrо потока через открытый дверной проем:

1 - камеры хранения с естественной циркуляцией воздуха; 2 - прочие охлаждаемые помещения с естественной циркуляцией воздуха; 3 - камеры холодильной обработки продуктов с принудительной циркуляцией воздуха; 4 - прочие охлаждаемые помещения с принудительной циркуляцией воздуха

Плотность теплового потока рекомендуется определять для дверей, открываемых непосредственно наружу, по формуле:

где ∆d - разность влагосодержания наружного воздуха и воздуха охлаждаемого помещения, кг/кг; L - коэффициент (значение зависит от размеров площади пола охлаждаемого помещения: менее 120 м² L = 0,75; 120 - 450м² L = 0,7, более 450 м² L = 0,6); q - максимальное значение температурного напора между помещениями, соединяемыми дверным проемом, определяется по зависимости а(t_н - t_пм), Значения а: смежное помещение с нефиксированной температурой и выходом непосредственно наружу - 0,7; смежное помещение с нефиксированной температурой и выходом наружу через другие помещения - 0,6; соседнее помещение с фиксированной температурой - 1,0.

При проектировании холодильников применение средств тепловой защиты у дверей является обязательным.

Теплоприток от инфильтрации через открытый проем охлаждаемого торгового прилавка рассчитывают по зависимости

, где g_в – плотность инфильтрационного потока воздуха через открытый проем (при разности температур окружающего воздуха и в витрине мене 12 К можно принять 0,09 кг/(м²×с)), при более высокой разности температур 0,09 кг/(м²×с); F_пр – площадь открытого проема, м².

Эксплуатационный теплоприток, учитываемый при подборе центрального холодильного оборудования принимают в размере

Q_4ц = (0,7-0,8)×Q₄.

При отнесении эксплуатационных теплопритоков на компрессор учитывают, что на предприятии эти теплопритоки не могут возникать одновременно во всех помещениях и от всех источников. Поэтому нагрузку на компрессор принимают от 50 до 75% суммы всех эксплуатационных теплопритоков, т.е.

В нагрузку на камерное оборудование следует включать эксплуатационные теплопритоки полностью, поскольку в любом отдельном помещении вполне вероятно одновременное появление теплопритоков от всех этих источников, т.е.

/

Если при проектировании трудно учесть эксплуатационные теплопритоки по их источникам. То ориентировочно можно принимать .

Теплопритоки в холодильно-технологических аппаратах.

Теплопритоки в некоторых холодильных технологических аппаратах можно определять по нижеприведенным зависимостям:

- пластинчатые теплообменные аппараты для охлаждения молока, молочных продуктов и фризеры для мороженого

, где m_м – часовой расход молока; i₁ и i₂ – энтальпии продукта, определяемые в зависимости от температур поступления и выпуска продукции; N_э – мощность электродвигателя, подающего в аппарат молочную продукцию; h_э – КПД электродвигателя; к_з – коэффициент запаса, равный 1,1 – 1,2.

- пастеризационно-охладительные установки

здесь r – коэффициент генерации, принимаемый по паспортным данным соответствующих установок.

- воздушные морозильные аппараты для закаливания мороженого

где L, B, H – длина, ширина, высота морозильного аппарата; t_ц, t_м.а – температура воздуха технологического цеха и в скороморозильном аппарате.

- эскимогенераторы

Здесь М_ф - масса подвижных форм (частей) эскимогенератора, загружаемая смесью мороженого; с_ф – теплоемкость подвижных частей; t_нф, t_кф – начальная и конечная температуры форм, ⁰С; F_р – открытая поверхность рассола; a - коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности рассола, 0,01 кВт/(м²×К); t_м, t_р - температура мороженого и рассола; F_м – поверхность мороженого в формах; F_б – площадь боковой поврехности и днища генератора.

Тепловой баланс помещений холодильников и общий тепловой баланс холодильника. Нагрузка на установки холодоснабжения и компрессор. Построение циклограммы теплопоступлений.

Тепловая нагрузка на охлаждающие устройства и компрессоры при децентрализованном хладоснабжении находится суммированием теплопритоков для каждого отдельного помещения (аппарата) и компрессора (компрессоров)

Q_об = Q_KM == SQ_об.i.

Выполняя сложение теплопритоков, следует учитывать продолжительность работы холодильного технологического оборудования, часть которого может эксплуатироваться несколько часов в сутки. При централизованном хладоснабжении тепловая нагрузка на компрессоры определяется суммированием теплопритоков по группам помещений (аппаратов), имеющих одинаковую или близкую температуру (обычно различие не более 4 К).

Кроме расчета теплопритоков, подбор холодильного оборудования требует определения температур кипения хладагента, а при необходимости - температуры промежуточного хладоносителя. Температурный напор между воздухом охлаждаемого помещения и средой в батарее, обеспечивающей естественную циркуляцию воздуха, рационально выбирать в интервале 7 - 10 К. Температурный напор между воздухом охлаждаемого помещения и средой в воздухоохладителе, обеспечивающем принудительную циркуляцию воздуха, рационально выбирать в интервале 6 - 8 К. Температурный напор между жидким промежуточным хладоносителем и кипящим хладаrентом, рационально выбирать в интервале 4 - 6 К.

Компрессор (или несколько параллельно включенных компрессоров) подбирают на группу камер, имеющих примерно одинаковые температуры. Не исключается возможность использования одного компрессора, работающего на камеры с сильно различающимися температурами, но это требует применения специальных приборов и должно быть оправдано экономически.

Нагрузка на компрессор Q_км складывается из всех видов теплопритоков, однако в ряде случаев их можно учитывать не полностью, а частично, в зависимости от типа и назначения холодильника.

При охлаждении камер вся теплота, отведенная камерным оборудованием, ложится нагрузкой на компрессор. Поэтому при проектировании холодильников нужно учитывать то, что на предприятии эти теплопритоки не могут возникать одновременно во всех помещениях и от всех источников. Следовательно, нагрузку на компрессор принимают в пределах от 50 до 75% от суммарных теплопритоков.

При наиболее точных расчетах строят циклограмму теплопоступлений и в качестве расчетного значения нагрузки на компрессоры принимают максимальное значение по этой циклограмме.

Построение циклограммы ведут по формулам:

где -нагрузка на компрессор в камерах с температурами -2/+4;

- средняя температура месяца, ⁰С;

- температуры в камере, ⁰С;

- температура среднегодовая, ⁰С.

При наличии на холодильнике универсальных камер тепловую нагрузку определяют по каждому из температурных режимов, относя их к соответствующим нагрузкам на компрессор.

Холодопроизводительность компрессоров (Вт) на каждую температуру кипения с учетом потерь холода в трубопроводах составляет:

, где к – коэффициент неучтенных потерь, принимаемый в зависимости от температуры кипения хладагента:

t0, 0С	-10…-12	-30	-40…-45
к	1,05	1,07	1,1

Для рассольной системы охлаждения к = 1,12…1,15.

SQ_км – суммарная тепловая нагрузка на комперссор при данной температуре кипения.

 

Лекция 13. Применение искусственного и естественного водного льда в холодильных технологиях

 

Сегодня наряду с наиболее распространенным машинным охлаждением используют охлаждение с помощью искусственного и естественного льда. Этому способствуют как доступность льда, так и его свойства – большая скрытая теплота плавления 335 кДж/кг и достаточно низкая температура тающего льда.

Лед используется для нужд холодильного транспорта, пищевой, химической промышленности, сельского хозяйства и торговли.

Виды искусственного льда:

· по назначению:

- технический лед. Он обычно мутный, что обусловлено наличием в нем включений, перешедших в лед из замерзающей воды. Эти включения могут быть газообразными, жидкими и твердыми, с воздушными пузырьками. При большом количестве различных включений лед получается белесоватого и даже молочно-белого цвета.

- прозрачныйлед. В процессе кристаллизации льда происходит своеобразное самоочищение воды от примесей, заключающееся в выделении примесей на поверхности чистых прозрачных кристаллов льда. Если эти примеси немедленно по их выпадению удалять (смывать) с поверхности кристаллов, то лед при любой его толщине будет прозрачным.

- Пищевой лед.Онпроизводится из питьевой воды.

- Антисептический лед.Лед, полученный из воды, в которую добавлен антисептик (вещество, препятствующее развитию бактерий). Используют для увеличения срока хранения рыбы.

- Лед из морской воды.Такой лед изготавливают из соленой воды (морской или рассола) и применяют при перевозке и хранении свежевыловленной рыбы.

· по форме:

- блочный лед.Производят в виде прямоугольного параллелепипеда или усеченной пирамиды, получают путем замораживания воды в открытых сосудах, называемых формами.

- плиточныйлед намораживают на плоской вертикальной поверхности;

- цилиндрический производят в виде сплошных или чаще полых цилиндров, которые получают путем намораживания воды на внутренней поверхности труб;

- чешуйчатый лед. Такой лед производят в виде пластинок различной конфигурации. Намораживают на поверхности труб или барабанов (дисков).

- скорлупчатыйлед получают на цилиндрической поверхности толщиной от 3 до 20 мм в зависимости от потребности, он легко транспортируется и не смерзается при хранении.

- снежный лед.Это влажные, рыхлые снежные хлопья, срезаемые ножами с охлаждаемых плоских или цилиндрических поверхностей, обильно орошаемых водой.

Водный лед – твердое вещество с кристаллической структурой, образующееся при затвердевании воды. Особенность процесса затвердевания воды – это ее расширение при переходе в твердое состояние. При затвердевании чистая вода расширяется почти на 10%; у соленой воды увеличение объема происходит на меньшую величину.

Достоинствами устройств для ледяного охлаждения являются: простота конструкции, низкая стоимость и отсутствие затрат на электроэнергию. Водный лед при нормальном атмосферном давлении обладает следующими основными физическими свойствами:

температура таяния	0°С
теплота плавления	335 кДж/кг (80 ккал/кг)
теплоемкость	2,1 кДж/(кг·°С) [0,5 ккал/кг°С)]
теплопроводность (в среднем)	2,2 Вт/(м°С) [2 ккал/(м·ч·°С)]
плотность монолитного массива (без пустот)	917 кг/м3

При температуре таяния льда 0° температура воздуха в охлаждаемых устройствах поддерживается обычно около 6°С. Более низкие температуры часто и не требуются, например, для охлаждения и кратковременного хранения скоропортящихся продуктов, ряда технологических процессов, охлаждения пива, вод, соков и прочих напитков.

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: