КАЛОРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Калорический расчет заключается в определении общего расхода холода по охлаждаемому объекту. Приступать к калорическому расчету следует после того, как закончена планировка и определены толщины слоев изоляционного материала, а, следовательно, уточнены площади отдельных камер и коэффициенты теплопередачи ограждений.
В камерах хранения пищевых продуктов холод расходуется:
через ограждения камер (стены, полы и потолки);
на охлаждение продуктов;
охлаждение и осушение вентиляционного воздуха;
возмещение эксплуатационных потерь, возникающих при освещении камер, пребывании в них людей, открывании дверей и пр.
Таким образом, общий расход холода ΣQ для камер хранения пищевых продуктов можно выразить суммой:
, (53)
где расход холода:
Q1 - через ограждения;
Q2 - на охлаждение продуктов;
Q3 - на охлаждение и осушение вентиляционного воздуха;
Q4 - на эксплуатационные потери.
Расход холода Q1 представляет затраты холода на компенсацию тепла Q1′, проникающего в холодильник через ограждения под влиянием разности температур наружного воздуха и воздуха в камерах, и тепла Q1′′, поступающего через стены и покрытия под влиянием солнечной радиации, т.е.
. (54)
Расход холода (в Вт) на теплопередачу через ограждения определяют по формуле
, (55)
где F′ - поверхность, через которую происходит теплопередача, м2;
k - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2·°С);
t1 - температура наружного воздуха, грунта или воздуха соседнего, относительно теплого помещения, ºС;
t2 - температура воздуха в камере, ºС.
При определении величины F′ принимают длину стен камеры при расположении ее среди других помещений как расстояние между осями стен; при расположении в углу здания - как расстояние от оси внутренней стены до внешней линии наружной стены; высоту камеры - как расстояние от ее чистого пола до пола вышерасположенного помещения.
Значения коэффициентов теплопередачи изолированных ограждений принимают расчетные.
Для неизолированных полов коэффициенты теплопередачи принимают условно, в зависимости от расстояния зоны пола от наружных стен здания.
Для зоны, расположенной на расстоянии до 2 м от наружных стен, kусл принимают равным 0,47 Вт/(м2·°С); для зоны от 2 до 4 м kусл=0,23 Вт/(м2·°С); для зоны от 4 до 6 м kусл=0,12 Вт/(м2·°С) и для остальной площади камеры kусл=0,07 Вт/(м2·°С).
Площадь пола первой двухметровой зоны, примыкающей к углу наружных стен, измеряют по направлениям обеих наружных стен, составляющих угол.
Теплоприток через наружные стены подвалов и полуподвалов находят так же, как и через изолированные или неизолированные полы, расположенные непосредственно на грунте. Значения kусл для наружной стены принимают те же, что и для полов, а соответствующие зоны отсчитывают от поверхности земли вниз, в тех же размерах, что и для полов.
Полы подвалов и полуподвалов рассматривают, как продолжение подземной части наружных стен.
Расход холода (в Вт) на компенсацию тепла солнечной радиации
,
где k - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м2·°С);
F′′ - поверхность строительного ограждения, освещаемого солнцем, м2;
∆tс - избыточная разность температур, обусловленная действием солнечной радиации для летнего периода года, °С.
При выборе и расчете оборудования холодильных камер и холодильной машины учитывают тепло солнечной радиации, поступающее через кровлю и через поверхность одной из наружных стен, максимально облучаемой.
Значения избыточной разности температур приведены в табл.14.
Расход холода (в Вт) на охлаждение продуктов определяют по формуле
(56)
где Gпр - суточный расход охлаждаемого продукта, кг/сут;
спр - удельная теплоемкость продукта при температурах, выше температуры его замерзания, Дж/(кг·°С);
Gт - суточное поступление тары, кг/сут;
ст - удельная теплоемкость тары, Дж/(кг·°С);
t1 - температура, с которой продукт поступает на хранение, °С;
t2 - конечная температура, до которой продукт охлаждается, ºС.
Можно пользоваться для определения Q2 также формулой
, (56а)
где i1 и i2 - значения энтальпии продукта соответственно до и после термической его обработки (кДж/кг), определяемые по специальной таблице (приложение 7) в зависимости от температуры продукта.
Эта формула применима для определения расхода холода на любой вид термической обработки продуктов (охлаждение, замораживание, домораживание и т.д.). Но ею не учитывается расход холода на охлаждение тары. Поэтому она наиболее удобна для калорических расчетов при поступлении продуктов на термическую обработку без тары. Если же продукты поступают в таре, то, пользуясь этой формулой, надо учитывать еще расход холода на охлаждение тары (см. формулу 56).
Избыточная разность температур ∆t при ориентировке поверхности по сторонам света, °С | С | на географической широте | от 40° до 60° | - - - |
СЗ | 5,6 6,3 3,5 4,0 2,2 - - - | |||
СВ | 5,1 5,8 3,2 4,5 2,0 - - - | |||
З | 11,7 13,2 7,2 10,2 4,7 - - - | |||
В | 9,8 11,0 6,0 8,5 3,9 - - - | |||
ЮЗ | 10,0 11,3 6,1 8,8 4,0 - - - | |||
ЮВ | 8,8 9,9 5,4 7,7 3,5 - - - | |||
Ю | 60° | 9,8 11,0 6,0 8,5 3,9 18,5 17,7 14,9 | ||
50° | 8,0 9,1 4,9 7,1 3,2 - - - | |||
40° | 5,9 6,6 3,6 5,1 2,3 - - - | |||
Поверхность | Стена бетонная кирпичная побеленная известью или оштукатуренная светлой штукатуркой покрытая штукатуркой на темном песке облицованная белыми глазурованными плитами Плоская кровля покрытая: толем, асфальтом темным рубероидом светлым рубероидом |
Суточное поступление охлаждаемых продуктов принимают в зависимости от продолжительности их хранения. Если они должны храниться в камере 1-2 дня, то Gпр рекомендуют принимать равным 100%, при 3-4-дневном хранении - 60% и при хранении свыше 4 дней (но не более 10) - 40% емкости камеры.
Суточное поступление тары в расчетах принимают: деревянной и стальной равным 20%, картонной - 10%, стеклянной - 100% суточного расхода продукта.
Удельные теплоемкости продуктов приведены в приложении 6. Удельную теплоемкость тары можно принимать в среднем: деревянной 2500, стеклянной 835, картонной 1460 и стальной 460 Дж/кг °С.
Температура поступающих продуктов зависит от предприятия-поставщика (холодильник, охлаждаемые или неохлаждаемые базы, пищевые предприятия, производственные цехи предприятий общественного питания и т.д.), вида транспорта и расстояния перевозки, температуры наружного воздуха и других условий.
При доставке охлажденных продуктов специальным изотермическим транспортом из распределительных холодильников или охлаждаемых баз в проектируемое предприятие температуру продуктов, поступающих в камеры, можно принимать для средней и северной климатических зон равной 6÷8°С, для южной - 10÷12°С.
Начальную температуру продуктов, поступающих в неохлажденном состоянии, следует принимать на 5-7°С ниже расчетной температуры наружного воздуха.
Мороженые продукты, перевозимые изотермическим транспортом, поступают на предприятия общественного питания с температурой не ниже -10°С.
Конечную температуру охлаждаемых продуктов принимают на 1-2°С выше расчетной температуры воздуха камеры.
Расчет расхода холода (в Вт) на охлаждение и осушение вентиляционного воздуха производят по формуле
, (57)
где G - масса воздуха, объем которого равен объему вентилируемой камеры, кг;
а - кратность смены воздуха в камере; при проектировании холодильников предприятий общественного питания ее принимают равной 4 в сутки, или 4,6·10-5 в секунду;
i1 - энтальпия наружного воздуха, Дж/кг;
i2 - энтальпия воздуха в камере, Дж/кг;
ρ - плотность воздуха при температуре камеры., кг/м3;
V - объем вентилируемой камеры, м3.
Значения i1 и i2 определяют по d, i-диаграмме для влажного воздуха. Данными для определения этих значений служат температура и относительная влажность воздуха.
Расход холода на эксплуатационные потери Q4 в ряде случаев, в том числе в калорических расчетах холодильников предприятий торговли и общественного питания, не рассчитывают, а принимают для камер площадью пола до 10 м2 равным 40%, при площади пола от 10 до 20 м2 - 30% и более 20 м2 - 20% Q1.
Для удобства пользования результатами калорического расчета их рекомендуется выписывать в сводную таблицу, составленную, например, по такой форме:
Наименование камеры | Площадь камеры, м2 | Параметры воздуха | Q1 | Q2 | Q3 | Q4 | Итого | |
температура, °С | относительная влажность, % | |||||||
Для приближенных калорических расчетов можно пользоваться практическими (укрупненными) показателями удельного расхода холода на единицу площади охлаждаемых камер.
Опыт проектирования и эксплуатации холодильников предприятий общественного питания и продовольственных магазинов показывает, что общий расход холода в этих холодильниках на каждый квадратный метр площади пола охлаждаемых помещений в среднем составляет:
а) камер хранения с плюсовыми температурами 90-100 Вт;
б) камер хранения с отрицательными температурами (до -4°С) 120-130 Вт;
в) камер хранения с отрицательными температурами (до -18°C) 200-220 Вт.
Меньшие значения расхода холода в приведенных данных относятся к камерам, расположенным в подвалах и полуподвалах, а большие - к камерам надземных этажей.
Дата добавления: 2020-12-11; просмотров: 385;