LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 2
(всего 6)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Тоді (7)
де nбп – округлене до цілої величини число будівельних
прямокутників.
Уточнена сумарна будівельна площа холодного контуру
(8)
Потім переходять до складання планування холодильника.
Вимоги, пропоновані до планувань, а також приклади планувань різних холодильників можна знайти в рекомендованій літературі [2 ? 5].
Якщо відомо планування, основні будівельні розміри камери й охолодні прилади, встановлені в ній, то можна визначити уточнене значення місткості камери для конкретного виду продуктів. Для цього на плані камери наносять схему розміщення продуктів, що зберігаються, з урахуванням тари і всіх необхідних бічних відступів, а потім підраховують обсяг отриманого штабеля (Vгр*) з урахуванням відступів по висоті. Тоді
(9)
Наближене значення місткості камери, якщо відомо її будівельну площу, можна визначити за допомогою приведених вище формул. Наприклад, для камер схову заморожених продуктів
(10)
Місткість холодильників вимірюють у тоннах умовного вантажу, для якого питома норма завантаження вантажного об'єму камери gусл = 0,35 т ¤ м3. Місткість камери в тоннах умовного вантажу
(11)
Загальну місткість холодильника визначають підсумовуванням величин Gусл для всіх камер схову.
Місткість камер холодильної обробки продуктів, а також місткість допоміжних охолоджуваних приміщень при цих камерах не враховують при визначенні місткості холодильника.
ВИЗНАЧЕННЯ ТОВЩИНИ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНОГО МАТЕРІАЛУ

Після складання планування холодильника і вибору всіх елементів його будівельно-ізоляційної конструкції визначають товщини ізоляційних шарів огороджень. Для цього необхідно знати коефіцієнти теплопередачі всіх огороджень холодильника – зовнішніх і внутрішніх.
Коефіцієнти теплопередачі огороджень визначають техніко-економічними розрахунками, або по довідкових таблицях. Значення цих коефіцієнтів повинні враховувати реальні товщини ізоляційних і інших шарів огороджень.
Нижче приведені отримані автором аналітичні залежності, що дозволяють з достатньою точністю визначати розрахункові значення коефіцієнтів теплопередачі для огороджень холодильних камер.
Більша частина території України відноситься до середньої кліматичної зони, де середньорічна температура повітря позитивна, але нижче 9 ?С (див. таблицю 6). Для цієї зони коефіцієнти теплопередачі зовнішніх стін холодильних камер кнс можна обчислити по формулі
[Вт /(м2 К)] (12)
Для південної кліматичної зони значення кнс, отримані по формулі (12), варто зменшити на 20 %.
Коефіцієнти теплопередачі покрить холодильників, які не мають горищ,
(13)
Коефіцієнти теплопередачі горищних покрить холодильників
(14)
Коефіцієнти теплопередачі внутрішніх стін і перегородок, що відокремлюють охолоджувані приміщення від неохолоджуваних, але неопалюваних
(15)
Коефіцієнти теплопередачі внутрішніх стін, перегородок і межповерхових перекриттів між охолоджуваними приміщеннями можна обчислити по формулі
[Вт /(м2 К)] , (16)
де Dtп – різниця між температурами повітря більш теплого і
холодного охолоджуваних приміщень по оба боки
огородження.
Обчислені значення коефіцієнтів теплопередачі стін, перегородок, покрить і межповерхових перекриттів холодильних камер перевіряють на недопущення конденсації вологи з навколишнього повітря на теплому боці зазначених огороджень
, (17)
де к* - коефіцієнт теплопередачі відповідного огородження,
наприклад, к* = кнс);
a?н - мінімальне значення коефіцієнта тепловіддачі від
повітря до теплої сторони огородження; можна приймати
a?н = 6 Вт /(м2 К);
tн - розрахункова літня температура зовнішнього повітря
(для зовнішніх огороджень), або температура приміщення з
теплого боку внутрішньої стіни, перегородки або
межповерхового перекриття;
tр - температура крапки роси, що відповідає температурі
і відносної вологості повітря з теплого боку
огородження холодильної камери.
Указівки на вибір tн див. на с. (31...33) даного навчального посібника.
Відносна вологість зовнішнього повітря для міст України дана в таблиці 6. Відносну вологість неохолоджуваних, але неопалюваних приміщень можна приймати рівною 90 % .
Температуру tр визначають за допомогою діаграми d – h (вологовміст – ентальпія) вологого повітря.
Якщо нерівність (17) не виконується, то обчислене значення к* зменшують настільки, щоб вираз (17) перетворився в рівність.
Знаючи розмір коефіцієнта теплопередачі, розраховують для кожного багатошарового огородження товщину теплоізоляційного шару по формулі
(18)
де aн і aк - розрахункові значення коефіцієнтів тепловіддачі з
зовнішнього і внутрішнього боків огородження;
dі і li - товщина і коефіцієнт теплопровідності кожного
будівельного шару конструкції огородження;
lиз - розрахункове значення коефіцієнта теплопровідності
обраного ізоляційного матеріалу огородження.
Наближені значення aн і aк дані в таблиці 2.
Більш точно величини aн для зовнішніх поверхонь холодильника можна розрахувати по формулі ( 30 ).
Значення di приймають у залежності від обраної ізоляційної конструкції огороджень холодильника (див. рекомендовану літературу (2 ? 5)). Значення коефіцієнтів теплопровідності ізоляційних і будівельних матеріалів наведені в таблиці 3.

Таблиця 2. Коефіцієнти тепловіддачі біля поверхонь огороджень
холодильних камер

Огородження
a, Вт/(м2К)
Зовнішні поверхні холодильника
Внутрішні поверхні камер з батарейним охолодженням
Внутрішні поверхні камер схову з повітряним охолодженням
Внутрішні поверхні камер холодильної обробки
Внутрішні поверхні неохолоджуваних і опалювальних приміщень, що межують з холодильними камерами
23
7
9
11

8

Для урахування впливу теплопровідних включень в ізоляційному шарі розрахункове значення lиз визначають як:
(19)
де l - коефіцієнт теплопровідності теплоізоляційного
матеріалу, наведений у таблиці 3.
Якщо застосований теплоізоляційний матеріал випускається у вигляді плит, то розмір dиз, одержаний з виразу (18), звичайно збільшують таким чином, щоб він був кратним товщині плит. При цьому якщо прийнята збільшена товщина ізоляції d*из відрізняється від dиз більш
ніж на 5 % , то необхідно визначити дійсне значення коефіцієнта теплопередачі по формулі
(20)

Таблиця 3. Коефіцієнти теплопровідності l і середня об'ємна маса r основних ізоляційних і будівельних матеріалів у сухому стані.
Матеріал
r, кг ¤ м3
l, Вт ¤ (м?К)
Торфоплита
Мінераловтна плита
Пінобетон ізоляційний
Піноскло
Гравій керамзитовий
Пінополістирол ПСБ-С
Пінополівінілхлорид ПХВ-1
Пінополіуретан «РИПОР»
Бітум нафтовий
Руберойд
Гідроізол
Бетон
Залізобетон
Пінобетон будівельний
Цегла (на цементному розчині)
Штукатурка цементна
Штукатурка вапняна
Пісок
220
280
350
400
400
25
100
40
1000
800
800
2400
2500
800
1800
1800
1600
1600
0,075
0,07
0,12
0,09
0,15
0,035
0,052
0,030
0,17
0,16
0,25
1,8
2,0
0,37
0,81
1,0
0,75
0,58

1. 5. ВИЗНАЧЕННЯ ТОВЩИНИ ПАРОІЗОЛЯЦІЙНОГО МАТЕРІАЛУ

Ізоляційні конструкції холодильних камер включають пароізоляційний шар, установлюваний для захисту холодильної ізоляції від зволоження. Звичайно пароізоляцію встановлюють з теплого боку теплоізоляційного шару.
Для того щоб пароізоляція виконувала свої захисні функції, недостатньо установити її стосовно теплоізоляційного шару з боку більшого парціального тиску водяної пари в повітрі. Потрібно також вибрати товщину пароізоляції, що забезпечує необхідний опір проходженню водяної пари крізь ізольоване огородження.
Графічний метод розрахунку товщини пароізоляції [2] не забезпечує необхідну точність навіть при великих розмірах графіків.
Розглянемо запропонований автором аналітичний метод розрахунку товщини пароізоляційного шару в огородженнях холодильних камер, що запобігає конденсації водяної пари, що дифундує крізь ізоляцію. Він простіше і точніше графічного, а також добре погодиться із сучасними системами автоматичного проектування.
Цей метод заснований на тім, що пароізоляційний шар повинен запобігати утворенню початкової зони конденсації водяної пари в теплоізоляційному матеріалі навіть при самому несприятливому співвідношенні парціальних тисків водяної пари в повітрі навколо зовнішньої і внутрішньої поверхонь ізоляції.
Вираз для визначення товщини пароізоляційного шару dп має вигляд
, (21)

де mп і mиз – коефіцієнти паропроникності пароізоляційного
і теплоізоляційного матеріалів; чисельні значення цих
коефіцієнтів наведені в таблиці 4;
tин – температура зовнішньої поверхні шару теплової ізоляції;
tив – температура внутрішньої поверхні шару теплової ізоляції;
b, c, m, n – коефіцієнти, що залежать від tин і tик ; чисельні
значення цих коефіцієнтів зведені в таблицю 5.
При розрахунках ізоляції огороджень холодильних камер відомі температури повітря (tн , tк), і коефіцієнти тепловіддачі з боку повітря (aн, aк) по обох боках огородження, коефіцієнти теплопровідності і товщини окремих шарів огородження, а також загальний коефіцієнт теплопередачі (к) ізоляційної конструкції. По цим даним, використовуючи відомий метод теплопередачі, легко розрахувати температури зовнішньої і внутрішньої поверхонь шару теплової ізоляції tин і tик

, (22)

, (23)
де
dВН, lВН - товщина і коефіцієнт теплопровідності внутрішнього
лицювального шару огородження;
dЗ, lЗ - товщина і коефіцієнт теплопровідності шару теплової
ізоляції.
Як приклад використання аналітичного методу розглянемо розрахунок товщини пароізоляційного шару для зовнішньої стіни камери схову заморожених продуктів (tк = -20 °С, jк = 0,95), розташованої в м. Одесі (tн = 32 °С, jн = 0,66).

Таблиця 4. Коефіцієнти паропроникності основних
будівельних та ізоляційних матеріалів
Матеріал
m ?1012; кг ¤ (м?с?Па)
Бетон, залізобетон
Цегла
Пінобетон будівельний
Пінобетон ізоляційний
Штукатурка цементна
Штукатурка вапняна
Торфоплита
Мінераловатна плита
Піноскло
Пінополістирол ПСБ-С
Пінополівінілхлорид ПХВ-1
Пінополіуретан «РИПОР»
Бітум
Руберойд
Гідроізол
Поліетиленова плівка
Алюмінієва фольга
8,33
2,92
48,1
66,2
20,8
37,6
52,2
94,1
6,39
6,39
16,7
5,7
0,24
0,376
0,345
0,0056
0,0015

Таблиця 5. Значення коефіцієнтів b, c, m, n у формулі (21)
Коефіцієнти
b
c
m
n
tин = (-30...0) °С
0,0930

640

tин = (0...30) °С
0,0646

630

tик = (-30...0) °С

0,0930

640
tик = (0...30) °С

0,0646

630

Конструкція зовнішньої стіни: силовий шар виконаний з цегли,
як теплоізоляцію використані плити тверді мінераловатні, lиз= 0,08 Вт /(м?К), mиз= 94,1?10-12 кг/(м?с?Па). Як пароізоляцію прийнятий руберойд, mп= 0,376?10-12 кг/(м?с?Па). Розрахункова товщина теплоізоляційного шару огородження dиз= 0,325 м. Огородження з боку камери облицьовано шаром штукатурки (dвн= 0,02 м, lвн= 0,98 Вт /(м?К)). Коефіцієнт теплопередачі огородження к = 0,21 Вт / (м2?К); коефіцієнти тепловіддачі з боку повітря aн= 23,3 Вт /(м2?К), aк= 8 Вт /(м2?К).
Температури зовнішньої та внутрішньої поверхонь шару теплової ізоляції визначаємо з виразів (22) і (23):
°С,
°С.
Товщину пароізоляційного шару розраховуємо по формулі (21):
.

2. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОПРИПЛИВІВ

2. 1. МЕТА РОЗРАХУНКУ І ЙОГО ОСОБЛИВОСТІ.
ОСНОВНІ ТЕПЛОПРИПЛИВИ

Теплове навантаження є основною величиною, по якій ведуть розрахунок і добір холодильного устаткування.
Для добору батарей і повітроохолоджувачів необхідно знати теплові навантаження кожної камери, де вони будуть установлені.
Для виконання розрахунків циклів холодильних машин і добору компресорів необхідно знати сумарні теплові навантаження всіх споживачів холоду при різних температурах випаровування холодоагенту.
Знайти згадані вище теплові навантаження є метою розрахунку теплоприпливів (стара назва розрахунку – калоріческій).
Розрахунок теплоприпливів роблять при проектуванні будь-яких холодильних установок. У залежності від призначення холодильної установки, для неї попередньо вибирають найбільш важкі, несприятливі умови (період часу або режим роботи), при яких може здійснюватися її експлуатація. Для цих умов послідовно розраховують усі зовнішні теплоприпливи і внутрішні тепловиділення, що можуть бути в цьому розрахунковому режимі.
Звичайно теплоприпливи поділяють на наступні групи:
Q1 – теплоприпливи через огородження охолоджуваних об'єктів;
Q2 – теплоприпливи від холодильної обробки вантажів, що
перебувають в охолоджуваному об'єкті;
Q3 – теплоприпливи, що надходять із зовнішнім повітрям при
вентиляції охолоджуваних об'єктів (у тих випадках, якщо вона
передбачена);
Q4 – теплоприпливи від різних джерел, що з'являються при
експлуатації охолоджуваних об'єктів;
Q5 – теплоприпливи від подиху охолоджених плодів і овочів при
їхній холодильній обробці і збереженні (для плодоовочевих
холодильників), або теплоприпливи від інших хімічних
реакцій усередині охолоджуваного об'єкта.
Загальне теплове навантаження на холодильне устаткування (Q0) визначають підсумовуванням усіх теплоприпливів
(24)
Відзначимо деякі особливості розрахунку теплоприпливів, які варто враховувати при його виконанні.
· Розрахунок провадять по окремих споживачах холоду (по
кожній камері, морозильному апаратові і т.п.).
· Для кожного споживача холоду вибирають розрахунковий
режим, при якому витрата холоду буде максимальним.
При цьому найбільше холодоспоживання всієї холодильної
установки часто не збігається з максимумами холодоспоживання
окремих камер або технологічних апаратів.
· Теплові потоки, що розраховуються, як правило, непостійні в
часу і про їхній розмір і характер зміни часто можна
судити лише орієнтовно. Це робить розрахунок теплоприпливів
наближеним. Тому доцільно одержувані результати
обчислень округляти з точністю не більш чотирьох значущих
цифр.
· Через наближеність розрахунку, теплоприпливи визначають для
умов стаціонарного теплового режиму. Це створює невеликий
запас теплового навантаження, однак в окремих випадках
нестаціонарність теплових потоків враховують у розрахунку
коригувальними коефіцієнтами.

2. 2. РОЗРАХУНОК ТЕПЛОПРИПЛИВІВ ЧЕРЕЗ
ОГОРОДЖЕННЯ

Теплоприпливи через огородження охолоджуваного об'єкта
, (25)
де Q1Т - теплопрплив від різниці температур по обох боках
огороджень;
Q1С - теплоприплив від сонячного опромінення зовнішніх
огороджень.

2. 2. 1. Теплоприплив від різниці температур зовні й усередині

Основним джерелом теплоти, що проникає в охолоджувані об'єкти через їхні огородження, є теплоприплив Q1Т, що залежить від різниці між температурами зовнішнього навколишнього середовища й усередині камери (апарату).
Ще одним джерелом зовнішніх теплоприпливів може бути геотермічний тепловий потік, що проникає в охолоджувані об'єкти, що стоять на ґрунті і не мають захисту від його промерзання. Величина цього теплового потоку невелика.
Як видно з мал. 1, щільність глибинного теплового потоку на поверхні земної кулі змінюється в межах (0,03...0,1) Вт ¤ м2.
З мал. 1 видно, що територія України розташовується між ізолініями щільності глибинного теплового потоку (0,05...0,06) Вт ¤ м2.


Рис. 1. Розподіл ізоліній глибинного теплового потоку по поверхні земної кулі (у міліватах на квадратний метр).

Наявність геотермічного теплового потоку враховують при розрахунку теплоприпливів від різниці температур через підлоги холодильників, що необігріваються.
Розрахунок теплоприпливів через кожне огородження споживача холоду (крім підлог, що необігріваються, розташованих на ґрунті) роблять по формулі
(26)
де k – розрахунковий коефіцієнт теплопередачі для даного
огородження;
F – площа поверхні даного огородження;
tн – температура зовнішнього середовища або сусіднього, більш
теплого приміщення;
tк – температура охолоджуваного об'єкта.
Розміри огороджень камер холодильників, необхідні для обчислення F, прийнято визначати в такий спосіб:
· довжину зовнішніх стін вимірюють між осями внутрішніх стін
(перегородок), а для кутових камер – від зовнішньої поверхні до
осі внутрішніх стін; для однокамерних об'єктів використовують
довжини стін, обмірювані по їхній зовнішній поверхні;
· довжину внутрішніх стін, а також довжину і ширину підлог і стель
камер вимірюють між осями внутрішніх стін або від внутрішньої
поверхні зовнішніх стін до осі внутрішніх; для однокамерних
об'єктів використовують внутрішні довжини стін;
· висоту стін камер проміжних поверхів і перших поверхів,
розташованих на ґрунті, вимірюють від рівня чистої підлоги
даного поверху до рівня чистої підлоги вищерозташованого;
· висоту стін одноповерхових холодильників без підвалів, а також
верхніх поверхів багатоповерхових, вимірюють від рівня чистої
підлоги поверху до верха засипання покриття, а в першому поверсі,
розташованому над неохолоджуваним підвалом – від рівня стелі
підвалу до рівня чистої підлоги другого поверху або верха
засипання покриття.
Розрахунок теплоприпливів через огородження малих споживачів холоду (побутових і торговельних холодильних шаф, термокамер і т.п.), у яких зовнішні і внутрішні геометричні форми не цілком відповідають один одному, провадять з використанням коефіцієнта теплопрохідності kF.
Чисельне значення kF визначають шляхом тарировки дослідного зразка корпуса виробу.
У якості tн для камерних зовнішніх огороджень, підданих атмосферним впливам, або межуючим з опалювальними приміщеннями, що не мають кондиціонування повітря, приймають літню розрахункову температуру зовнішнього повітря. Значення цих температур для міст України можна знайти в таблиці 6.
Для інших населених пунктів значення tн можна визначити, як середньозважену величину
, (27)
де tср – середньомісячна температура в 13 годин самого жаркого
місяця року;
tа.м – температура абсолютного максимуму для населеного
пункту.
Значення tср і tа.м знаходять у кліматологічних довідниках.
Розрахункові різниці температур для стін і перегородок, що відокремлюють холодильні камери від неохолоджуваних, але неопалюваних приміщень, приблизно приймають у відсотках від розрахункової різниці температур (tн – tк) у такий спосіб: для приміщень, що з?єднуються з зовнішнім повітрям (коридори, тамбури, вестибулі) – 70 %, для не сполучених – 60 %. При необхідності температуру неохолоджуваного приміщення можна визначити, склавши для нього рівняння теплового балансу.
При розрахунку теплоприпливів через огородження холодильної камери прийнято не враховувати втрати теплоти через стіни, підлоги і стелі, що межують з камерами, у яких підтримуються більш низькі температури. Цим передбачається можливість тимчасового відключення більш холодних камер з роботи.
Якщо технологічна температура в камері дається у визначених межах, наприклад, для охолоджених продуктів tк = (-1...4) °С, то при розрахунку теплоприпливів приймають нижнє значення температурного інтервалу, а у випадку розрахунку опалення (зимовий період) – верхнє.

Таблиця 6. Розрахункові параметри зовнішнього повітря


Місто
Геогра-фічна широта,
град.
Розрахункова температура,
°С
Відносна влажн.,
%
середньо-річна
літня
зимова
літня
зимова
Вінниця
Дніпропетровськ
Донецьк
Житомир
Запоріжжя
Івано-Франківськ
Київ
Керч
Кіровоград
Кривій Ріг
Луганськ
Луцьк
Львів
Мелітополь
Миколаїв
Одеса
Полтава
Рівне
Севастополь
Сімферополь
Суми
Тернопіль
Ужгород
Харків
Херсон
Хмельницький
Черкаси
Чернігів

<< Пред. стр.

страница 2
(всего 6)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign