Проект эксплуатации холодильных шкафов

•mпр•(θпр — θк)-αкпр•F пр. эф.

•mпр•(ξпр-1)•εб•(θпр — θк)}dt

или спр•mпр•dθпр={-αкпр•Fпр.эф.

•mпр•(θпр-θк)•[1+(ξпр-1)•εб]+α•αл•Fпр.эфф.

• •mпр•(θ2 — θпр)-αлпр•Fпр. эфф.

•mпр•(θпр — θк)}dt (56) (1, стр.

233)

Воздух камеры Уравнение аккумуляции теплоты в объеме камеры холодильного шкафа при нарушеиии стационарности режима

mв•св•dθк=(±Qкпр+ Qкорг + QвлпрQк в.о.+ Q влв.

о.) •dt (57) (1, стр.

233)

Составляющие уравнения (50) можно записать

Qкпр=±[ αкпр•Fпр.эф.

•mпр•(θпр-θк)] (58) (1, стр.

233)

Qкпр — берется со знаком минус при tк > θпр и со знаком плюс при tк < θпр

Qвлпр = αкпр•F пр. эф.

•mпр•(ξпр-1)•εб•(θпр — θк) (59) (1, стр.

233)

Qкорг — тепловой поток от оrраждения к воздуху камеры конвек-тивным путем

Qкорг = αкогр. •F огр.

н •(θ2 — θк) (60) (1, стр.

233)

Qкв.о. — тепловой поток от воздуха камеры шкафа к теплообменной поверхности охлаждающих приборов сухим путем

Qкв.о. = αн.о.

•F в.о. •(θк — θо, s) (61) (1, стр.

233)

Q влв.

о. — тепловой поток от воздуха камеры холодильного шкафа к теплообменной поверхности охлаждающих приборов влажным путем

Q влв.

о.= αв.о.

•F в.о. •(θк — θо, s) •(ξв.о.-1)•εб (62) (1, стр.

233)

где ξв.о. коэффициент влаговыпадения, определяемый при θв.о.

Тепловой поток от воздуха камеры к потолку при наличии экрана отсутствует:

Qкпот=0 (63) (1, стр.

233)

Согласно выражеииям (58) (63) уравиение (56) можно предста-вить в следующем виде: (64) (1, стр.

233)

mв•св•dθк={αкогр•Fвногр•(θ2 -θк)+αкпр•Fпр.эф.

•mпр•(ξпр-1)•εб•(θпр-θк)-αв.о.

• Fв.о.

•(θк-θ0,s)-αв.о.

•Fв.о.

•(θк-θ0,s)•(ξв.о.-1)•εб -αкпр•F пр. эфф.

•mпр•(θпр — θк)}dt

Приборы охлаждения Изменение температуры поверхности охлаждающих приборов при нарушении теплои массообмена в холодильном шкафу описывается следующим равенством:

mв.о.

•св.о.

•θв.о.= (-Qк в.о.-Q влв.

о+Qо.)

Здесь Qкв.о.- тепловой поток от воздуха камеры к приборам охлаждеиия за счет конвективноrо теплообмена

Qк в.о.= αв.о.

• Fв.о.

•(θк-θ0,s)

Q влв.

о — тепловой поток от воздуха камеры к приборам охлаж-дения (теплообмен влажным путем)

Q влв.

о = αв.о.

•Fв.о.

•(θк-θ0,s)•(ξв.о.-1)•εб При расчете процессов теплои массообмена в камерах хране-ния находят равновесные температуру и относительную влажность воздуха, а также потери продуктов от усушки.

Количество аккумулируемой влаги в объеме камеры прн нарушении влажностного баланса может быть выражено соотно-шением

dG + dm == (Wnp + Wогp + Wдв + Wp — Wвл) dt, (65) (1, стр.

234)

где G — количество влаги, находящееся в воздухе камеры; т количество влаги, поступающее в воздух в результате испарения ее с поверхности продукта.

Здесь влагоприток от усушки пищевых продуктов (66) (1, стр.

234)

Wnp = αкпр•Fпр.эф.

•mпр•(θпр-θк)•(ξпр-1)• εб r Как показали исследования, количеством влаги Wогp, проникаю-щим через наружные ограждення, можно пренебречь. Заметную величину в общем балансе составляют влагопритоки, вносимые воздухом, поступающим через дверь Wдв. Величина их может составить 10 — 15% от общих влагопрнтоков. Однако эти процессы воздухообмена настолько сложны, что позволяют только прибли-женно учесть величину теплои влагопритоков через дверные проемы. Теплопритоки воздуха, поступающего через данный проем, определяют так же, как и при вентиляции камер, наружным воздухом.

В результате нсследованнй, проведенных в ОТИХП, было установлено, что зона смешения воздуха располагается широкой полосой в центре дверного проема, в связи, с чем действительные зоны входа и выхода воздуха меньше теоретических (по Тамму) на

23 — 24%. Для учета этого была введена поправка.

При этом действительный объем воздуха (67) (1, стр.

234)

Vдв == 0,51•F• √ 2•g•h•(1-ρн/ ρк) (1+ 3√ ρн/ ρк)3 Введя обозначение Z == 3600×0,51, выраженне для влагопритока через двери может быть записано в следующем виде (68) (1, стр.

234)

Wдв == Z•F• ρi √ 2•g•h•(1-ρн/ ρк) (dн — dк) (1+ 3√ ρн/ ρк)3 Влагоотвод Wвл из воздуха холодильной камеры происходит путем конденсацин водяного пара на поверхности охлаждающих приборов. Для воздухоохладителя (69) (1, стр.

234)

Wв.о. = Qобщ. • (1−1/ ξв.о.) rэ — iω или после несложных преобразований

Wв.о.=[ αкв.о.

•Fв.о.

• (θк-θо, s)•(ξв.о.-1)]/(r — iω) (70) (1, стр.

235)

Общее количество влаги, содержащееся в воздухе холодильной камеры,

G =φк • (1 — βυ) • Vстр• ρв • dк",

где Vстр — строительный объем камеры, м3; (1 — βυ) • Vстр — объем камеры, не занятый грузом, м3; βυ - коэффициент использования объема камеры; ρв — плотность cyxoгo воздуха при температуре камеры.

Величина (1 — βυ) • Vстр• ρв • dк" — характеризует максимальную влагоеемкость камеры при данной температуре в камере θк, поэтому изменение количества влаги будет соответствовать изменению относительиой влажности

dG = [(1 — βυ) • Vстр• ρв ]• d (dк" • φк) (71) (1, стр.

235)

Таким образом, выражение (65) согласно уравнениям (65), (67), (68) и (70) можно записать (72) (1, стр.

235)

[(1 — βυ) • Vстр• ρв ]• d (dк" • φк) = αкпр•Fпр.эф.

•mпр•(θпр-θк)•(ξпр-1)•

• εб + Z•F• ρн √ 2•g•h•(1-ρн/ ρк) •dн" • φнZ•F• ρк√ 2•g•h•(1-ρн/ ρк)

• r (1+ 3√ ρн/ ρк)3 (1+ 3√ ρн/ ρк)3 εб r

• dк" • φк + Wp- αв.о.

•Fв.о.

• (θк-θо, s)•(ξв.о.-1) •

Систему уравнений (50), (56), (64), (72) следует линеаризовать методом малого пара метра в окрестности стационарного режима и решить ее, применяя прямое и обратное преобразование Лапласа, по координате времени.

Решение представляется в виде передаточных функций по различным каналам.

Например, в виде

Δφк

= - x3•x1•k21•x7

l-P1t+ x4•x2•k21•x7

l-P2t+ -k21•x7 Δθк y1 y2 y3 где Δφк, Δθк — относительная влажность и температура воздуха в приращениях; k3, k5, k14, k21, — коэффициенты, учитывающие теплотехнические и конструктивные характеристики объекта.

x1=(1-Tпр•P1); P1,2= А4±√ А42−4•А3•А5 2•А3

x2=(1-Tпр•P2); А3=Tогр• Tпр•(1-k21•k5);

x3=(1-Tогр•P1); А4=(Tогр+ Tпр)•(1-k21•k5);

x4=(1-Tогр•P2); А5=(1-k21•k5)•(1-k3•k14);

x7=(1- k3•k14); y1=-P1• (P2-P1); y2=-P2• (P1-P2); y3=P2•P1

Здесь Tогр, Tпр — постоянные времени для ограждения и продукта.

Представленная математическая модель камеры хранения адек-ватна физическим процессам, протекающим между ограждением, воздухом и продуктом, и может быть использована для анализа условнй теплои массопереноса, а также для определения рабочих характеристик камер и их охлаждающих систем.

3. Определение вместимости холодильника Камеры хранения холодильного шкафа охлажденного мяса, обо-рудованные подвесными путями, учитывают при расчете вместимости холодильника в целом.

Условную вместимость их определяют при условии полной загрузки подвесных путей. Шкафы охлаждения и замораживания, а также другие охлаждаемые помещения, не предназначенные для хранения скоропортящихся грузов (экспедиции, накопительные отделения, льдохранилища, разгрузочные и загрузочные при шкафах замораживания, камеры созревания сыров и пр .), при определении вместимости холодильников не учитываются. Охлаждаемый строительный объем холодильника

Vохл == V кмг + V ког + V ком; (73) (1, стр.

207)

где V кмг, V ког, V комохлаждаемый строительный объем соответственно камер хранения мороженых rрузов, камер хранения охлажденных rрузов, камер хранения охлажденноrо мяса, оборудо-ванных подвесным н путями, м3.

Охлаждаемый строительный объем камеры хранения

Vк= Fc •hc, (74) (1, стр.

207)

где Fс строительная площадь шкафа, м2; hc строительная высота шкафа, м.

Строительная площадь шкафа Fс равна площади пола и опреде-ляется по формуле Fc=l•b, где l — длина шкафа, м; b — ширина шкафа, м.

В шкафах с горизонтальными потолками строительную высоту

hc принимают равной расстоянию от пола до потолка, в шкафах с переменной высотой потолка средней между минимальной и макси-мальной высотой от пола до потолка.

Так как плотность хранимых грузов различна, вместимость хо-лодильника вычисляют в тоннах условного груза. Условным грузом считают мясо в полутушах при норме загрузки шкафа камеры хранения 0,35 т/м3 и шкафа камеры охлаждения или замораживания 0,25 т на 1 м подвесного пути. Вместимость холодильника, вычисленную в тоннах условного груза, называют условной вместимостью.

Условная вместимость холодильника Ех == Е кмг + Е ког + Е ком; (75) (1, стр.

207) где Е кмг, Е ког, Е ком соответственно условная вместимость камер хранения мороженых грузов, охлажденных грузов, камер хранения охлажденного мяса, оборудованных подвесными путями, т.

Условная вместимость камер хранения Е кмг=Е ког=0,35•Vг; (76) (1, стр.

208)

где Vг — грузовой объем холодильного шкафа мороженных или охлажденных гpyзов, м3 .

Условная вместимость холодильного шкафа охлажденного мяса, оборудованных подвесными путями, Е ком = 0,25•L, (77) (1, стр.

208)

где L — rрузовая длина подвесных путей без учета распре-делительных путей со стрелками, м.

Грузовой объем холодильного шкафа

Vг = Fг • hг, (78) (1, стр.

208)

где Fг — грузовая площадь камеры, м2; hг — rрузовая высота, м.

грузовая площадь камеры хранения

Fг =Fс — ∑f (79) (1, стр.

208)

где Fс — строительная площадь камеры, м2; ∑f — сумма площадей, занятых внутренними и пристенными колоннами, пристенными батареями, напольными воздухоохладителями, тамбурами (при этом учитывают отступы штабеля от оборудования и стен камеры, ширину грузовоrо проезда и размер площадок для маневрирования поrрузчиков), м2 .

4. Особенности эксплуатации малых холодильных установок.

Для обеспечения нормального режима хранения продуктов в мa;

лом холодильном оборудовании (шкафах, прилавках, витринах, сбор-ных и стационарных камерах) необходимо соблюдать следующие треб-вания: загружать продукты только после достижения заданной температуры в шкафу, прилавке, витрине, камере; скоропортящиеся продукты, поступающие из холодильных камер, заrружать в охлажденном состоянии; горячие блюда (компоты, молоко, закуски) устанавливать в шкафах, прилавках, витринах после предварительноrо их охлаждения до температуры окружающеrо воздуха; не превышать допустимую максимальную норму заrрузки; не покрывать бумаrой, марлей, фанерой полки шкафов, прилавков и камер это препятствует свободному движению воздуха и нормальному охлаждению продуктов; укладывать и подвешивать продукты на некотором pacстоянии друr от друrа и на расстоянии от стенок 6−10 см; не хранить одновременно разнородные продукты, один из которых обладает резким запахом (например, сельди и сливочное масло, мясо и сыр, рыбу и мясо); открывать двери шкафов, прилавков, камер следует возможно реже и на короткий срок, а затем плотно закрывать их.

Для проверки температуры в шкафу, прилавке, витрине, сбор-ной и стационарной камерах устанавливают термометры.

Слой снеговой шубы на испарителях не должен превышать 4−5 мм. Между ребрами испарителя всеrда должно быть свободное от инея пространство. При толщине инея 4−5 мм производят оттаивание инея с приборов охлаждения. Образующуюся при таянии инея воду отводят в бачок. Недопустимо удалять снеrовую шубу с испарителей ножами, скребками и друrими предмета — это приводит к пов-реждению испарителей, утечке фреона из системы холодильной мА-шины и выходу ее из строя. Если в торговом холодильном оборудова-нии нет продуктов, то холодильные машины выключают. Перед зак-рытием торгового предприятия проверяют, выключены ли нeзагру-женные прилавки, витрины, шкафы.

Неисправности внезапноrо характера в холодильной системе и электрооборудовании малых холодильных установок, которые возни-кают между плановыми профилактическими осмотрами и текущими ремонтами и не поддаются проrнозированию, возможные причины возникновения неисправносте

Й и способы устранения отказов и де-фектов указаны в специальной литературе.

5. Технологическая система охлаждения и её описание.

Прямоточная система предусматривает подачу хладaгeнтa через регулирующий вентиль непосредственно в батареи и отсос из них паров в компрессор. Жидкий хладагент подается в батареи за счет разности давлений конденсации и испарения.

Для интенсивной теплопередачи батарей необходимо хорошее заполнение их хладагентом. Но это часто приводит к работе компрессора влажным ходом, что неэкономично и опасно. Если из батареи выходят перегретые пары, ее теплопередача ухудшается из-за уменьшения температурного перепада между воздухом и хладагентом и снижения коэффициента теплоотдачи от пара к поверхности трубы. Чтобы обеспечить хорошее заполнение батареи жидким хладагентом и избежать всасывания влажных или чрезмерно перегретых паров компрессором, в этой системе применяют пароосушитель сосуд, в котором капли жидкости отделяются от пара (рис. 3). Жидкость из сосуда подается повторно в приборы охлаж-дения. Основные недостатки этой системы большой расход труб (на соединительные трубопроводы) и арматуры, неполное заполнение батарей хладагентом, трудно-контролируемое распределение хладагента по батареям, особенно в условиях нестационарного режима эксплуатации шкафов. Поэтому такие системы используют лишь на небольших холодильниках и фреоновых установках.

Заключение

В данном проекте рассматривалась классификация торгового холодильного оборудования. Сделал изыскания литературы, в которой нашел следующее:

— назначение теплоизоляции и теплоизоляционнх материалов

— расчет тепловой нагрузки шкафов поточного охлаждения и замораживания

— равновесная температура водуха в шкафах — тепловой баланс холодильного шкафа

— методы расчета усушки пищевых продуктов в камерах хранениях холодильного шкафарасчет теплопритоков при вентиляции охлаждаемых помещений.

— определение вместимости холодильникаособенности эксплуатации малых холодильных установок

— технологическая система охлаждения и её описание В графическая части проекта разработал

Литература

И. Г. Чумак, В. П. Чепурненко, С. Г. Чуклин. Холодильные установки. Учебник, Москва., «Легкая и пищевая промышлен-ность», 1981 г.-344.

Большаков С. А. Холодильная техника и технология продуктов питания. Учебник М., АСАДЕМА, 2003

Цуранов О.А., Крысин А. Г. Холодильная техника и технология. Учебник СПб: Лидер, 2004

Лашутина Н.Г., Верхова Т. А., Суедов В. П. Холодильные маши-ны и установки. М.: Колос

С, 2007

Архипцев Н. Е. Технические средства холодильной технологии. Учебное пособие М.: МУПК, 1995

Архипцев Н. Е. Совершенствование эксплуатации стационарных холодильников в потребительской кооперации. Лекция. МКИ, 1988

Архипцев Н. Е. Торговое холодильное оборудование. Лекция. Учебный комплекс потребительской кооперации. МКИ, 1990

Архипцев Н. Е. Технические средства холодильной технологии. Каталог, М.: ЦРИБ Главкоопторгрекламы, 1983

Архипцев Н. Е. Оборудование для предприятий кооперативной торговли. Каталог М.: Информреклама Центросоюза, 1991

10. Архипцев Н. Е. Средства механизации и инвентарь для кооперативной розничной торговли. Каталог. М.: Информрек-лама Центросоюза, 1991

11. Мещеряков Ф. Е. Основы холодильной техники и холодильной технологии. М.: Пищевая промышленность, 1985

— 10 ;