Проектування холодильної установки [ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати. скачати 1. Техніко-економічне обгрунтування Холодильна установка молочного заводу розташована в місті Астрахань. У місті Астрахань розрахункова річна температура 34 º С, середньорічна температура 9.4 º С, середньомісячна відносна вологість найбільш жаркого місяця в 37%. У холодильнику зберігаються масло вершкове 5 т / добу., Сметана 25 т / добу., Ряжанка 30 т на добу. Будівля холодильника одноповерхова, має три камери, в яких проводиться зберігання вершкового масла, сметани, ряжанки. Між камерами розташований наскрізний коридор, звідки є вихід на автомобільну платформу. Є експедиція. Загальна висота холодильника становить 4,8 м. Сітка колон 6 * 18 метрів. Стіни і перегородки холодильника виконані з цегли, стеля - залізобетонні плити перекриття, теплоізоляція - пінополістирол ПСБ-С. Для підтримки необхідного температоро-вологісного режиму проектується безпосереднє охолодження за допомогою повітроохолоджувачів типу ВОП. У холодильник молочного заводу надходить продукт на зберігання з температурою 15 º С і зберігається у камерах при температурі 1 º С в пластикових ящиках. Формування штабелі проводиться електрокарами. Висота штабеля становить 2 м. Вхід в холодильник з південної сторони. Для охолодження 60 тонн молока приймаємо два охолоджувача молока марки ООУ-25. Для пастеризації та охолодження вершків, а також вершків при виробництві сметани, використовуємо одну пастеризаційно-охолоджувальну установку марки А1-ОПК-5. Для пастеризації молока при виробництві ряжанки використовуємо одну установку А1-ОПК-5. Таблиця 1.1. Технічна характеристика технологічного обладнання, що споживає холод. Показники ООУ-25 А1-абП-2 А1-ОПК-5 Продуктивність, л / год 2500 3000 5000 Початкова температура продукту, º С 20 30 5 - 10 Температура вхідного продукту, º С 4 ± 2 90-60 22 - 50 Потужність охолодження, кВт 180 120 90 Хладоноситель Вода Вода Вода 2. Розрахунок будівельної площі холодильника 2.1 Визначення число будівельних прямокутників камер схову n = (2. 1) де ß F - Коефіцієнт використання площі приміщення; [дод. 1.1; 1.С. 224] h гр - вантажна висота (висота штабеля), м; [1.С. 223] g v - норма завантаження, т / м 3; [дод. 1.1; 1.С. 222 табл. 52] М - маса вантажів, т; F пр - площа будівельного прямокутника, м 2; Вихідні дані і результати розрахунків наведені у таблиці 2. 1 Таблиця 2.1. Розрахунок числа будівельних прямокутників камер схову Продукт M F пр g v h гр. ß F n z Масло вершкове 5 108 0, 63 2 0,7 2 0.63 Сметана 25 108 0,75 2 0,65 2 1.2 Ряжанка 30 108 0,30 2 0,7 4

3.3

2.2 Визначення числа будівельних прямокутників компресорного цеху, допоміжних і службово-побутових приміщень

n = (2. 2)

де В-відсоток від будівельної площі камер схову холодильник; для допоміжних приміщень У = 0,2 ÷ 0,4; для службових приміщень У = 0,05 ÷ 0,1; для компресорного цеху В = 0,1 ÷ 0,15.

Результати розрахунків і вихідні дані зводимо в таблицю 2. 2

Таблиця 2.2. Розрахунок числа будівельних прямокутників компресорного цеху, допоміжних службово-побутових приміщень

Приймаються наступну планування холодильника

Рисунок 1 - План холодильника

3. Тепловий розрахунок холодильника

При розрахунку охолоджуваних приміщень у загальному випадку визначають наступні теплоприпливи:

Q = Q ₁ + Q ₂ + Q ₃ + Q ₄ + Q ₅ (3. 1)

де Q ₁ - теплопритоку від навколишнього середовища через огородження, кВт;

Q ₂ - теплопритоку від продукції при їх холодильній обробці, кВт;

Q ₃ - теплопритоку від зовнішнього повітря при вентиляції охолоджуваного приміщення, кВт;

Q ₄ - теплопритоку від джерел, пов'язаних з експлуатацією охолоджуваних приміщень, кВт;

3.1 теплопритоку від навколишнього середовища

Цей теплопритоку в загальному випадку включає теплоприпливи, зумовлені різницею температур навколишнього повітря та приміщення, і сонячним тепловим випромінюванням.

Q ₁ = Q _1Т + Q _{1 C} (3. 2)

Q _1Т = (3. 3)

Q _{1 C} = (3. 4)

де Q _{1 T} - теплопритоку, обумовлений різницею температур навколишнього повітря та приміщення, кВт;

Q _{1 C} - теплопритоку, обумовлений сонячним тепловим випромінюванням, кВт; [дод. 3.3] [1.С. 330, табл. 58]

F _н - площа поверхні огородження, м ^2;

t _н - температура повітря з зовнішнього боку огорожі, обумовлена ​​розрахунком залежно від типу огородження, º C; [дод. 3.1] [1.С. 417]

t _пм - температура повітря в приміщенні, прийнята згідно з нормативним документам, º C; [введення]

Δ t _c - надлишкова різниця температур, викликана сонячним тепловим випромінюванням, º C;

К _н - коефіцієнт теплопередачі, кВт / (м ² К). [Дод. 3.2] [1.С. 311]

Результати розрахунків та зведені дані зводимо в таблицю 3.1

Таблиця 3. 1 - теплоприпливи через огорожі

Таблиця 3. 5 Зведена таблиця теплопритоків

4. Розрахунок і підбір камерного обладнання

4.1 Вибір і обгрунтування способу охолодження камер холодильника

На холодильниках приймають дві системи охолодження: безпосереднє охолодження приміщення киплячим холодоагентом і непряме охолодження проміжним хладоносителем

Найбільш доцільним є застосування безпосереднього охолодження. Так як використання проміжного холодоносія тягне за собою додаткові втрати холоду і, крім того, нам необхідно створити примусовий рух повітря в камерах для вентиляції, отже, зі способів охолодження найбільш перспективним є охолодження з допомогою повітроохолоджувачів. У залежності від робочого тіла, що подається в повітроохолоджувачі, вони поділяються на безпосереднього охолодження і ропні.

Вибираємо стельові повітроохолоджувачі типу ВОП з нижньою подачею хладагента. Вони призначені для охолодження повітря в камерах зберігання продуктів. Повітроохолоджувачі складаються з охолоджувальної батареї, вузла вентиляторів, піддону для збору талої води і обшивки.

При охолодженні камер за допомогою повітроохолоджувачів прискорюється процес відведення теплоти від продукту, досягається рівномірний розподіл температури по всьому об'єму камери.

4.2 Розрахунок і підбір приладів охолодження

F _во.р = (4.1)

де Q _по - теплове навантаження на повітроохолоджувачі, кВт;

k _по - коефіцієнт теплопередачі, кВт / (м ² К); [дод. 4.1] [1.С. 167]

θ _по - різниця теплообменівающіхся, º C.

Розрахунок площі теплопередающей поверхні виробляємо в таблиці 4. 1

Таблиця 4. 1 Розрахунок площі теплопередающей поверхні

Підбираємо два повітроохолоджувача марки Я10-АВ2-150 для камери № 1; по два повітроохолоджувача марки Я10 - АВ2-250 для камер № 2 і № 3 відповідно. Технічна характеристика повітроохолоджувачів дана в таблиці 4. 2

Таблиця 4. 2 Технічна характеристика повітроохолоджувачів.

5. Вибір режиму роботи холодильної установки

5.1 Визначення режиму роботи холодильної установки

Визначення режиму роботи холодильної установки полягає у визначенні температур кипіння, конденсації і всмоктування, побудові циклу в діаграмі холодоагенту і визначенні параметрів усіх вузлових точок.

Визначення температури кипіння холодоагенту

t ₀ = (5.1)

де t _пм - температура повітря в камері,

t ₀ = -4 º C

Визначення температури конденсації

Визначення температури води на вході в конденсатор:

t _вд.1 = t _мт + (3-4) (5.2)

де t _мт - температура мокрого термометра, визначається за i - d-діаграмі, º C

t _вд.1 = 20 +4 = 24 º C

Визначення температури води на виході з конденсатора:

t _вд.2 = t _вд.1 +4 (5.3)

t _вд.2 = 24 +4 = 28 º C

Визначення температури конденсації:

t _к = , º C (5.4)

t _к = º C

Визначення температури всмоктування

t _нд = t ₀ + (5-1 0), º C (5.5)

t _НД =- 6 +7 = 1 º C

За даними розрахунку будуємо цикл в діаграмі S - T і визначаємо параметри вузлових точок таблиця 5. 1

Малюнок 2 - Цикл одноступеневого стискання.

Таблиця 5. 1 - Параметри вузлових точок

5.2 Вибір і обгрунтування схеми холодильної установки

Необхідний температурно-вологісний режим в охолоджуваних приміщеннях досягається за рахунок роботи холодильної установки, що включає камерні прилади охолодження. Вони необхідні для відведення теплоти з приміщень і передачі її охолоджуючої середовищі, що циркулює в камерних приладах охолодження. Вибираємо безпосередній спосіб охолодження, тобто відведення теплоти з приміщень киплячим холодоагентом.

Для камер зберігання температура в камерах підтримується на рівні 4 º C. Доцільно застосовувати одноступенчатую холодильну установку.

Беремо безпосередню охолодження з нижньою подачею хладагента в прилади охолодження.

Таким чином, проектується аміачна безнасосного схема холодильної установки на одну температуру кипіння з нижньою подачею хладагента в прилади охолодження (повітроохолоджувачі), яка є найбільш прийнятною для заданих умов.

6. Розрахунок і підбір основного холодильного обладнання

6.1 Розрахунок і підбір компресорів

Питома масова холодопродуктивність:

q ₀ = i ₁ - i ₄ (6.1)

q ₀ = 1680-570 = ​​1 110 кДж / кг

де i ₁ - ентальпія пари в точці 1, кДж / кг;

i ₄ - ентальпія пари в точці 4, кДж / кг.

Дійсна маса всмоктуваного пара:

m _д = (6.2)

m _д = , Кг / с

де Q ₀ - необхідна холодопродуктивність компресорних агрегатів, кВт.

Дійсна об'ємна подача:

V _д = (6.3)

де v ₁ - питома обсяг всмоктуваного пари в точці 1, м ³ / кг.

Індикаторний коефіцієнт подачі:

λ ₁ = (6.4)

де р ₀ - тиск кипіння холодоагенту, мПа;

Δ р _нд - депресія при всмоктуванні, Δ р _Нд = 5 кПа;

Δ р _н - депресія при нагнітанні, Δ р _н = 10 кПа;

Р _к - тиск конденсації, мПа.

Коефіцієнт невидимих ​​втрат:

(6.5)

Коефіцієнт подачі компресорів:

(6.6)

Теоретична об'ємна подача:

(6.7)

, М ³ / с.

По об'ємній теоретичної подачі підбираємо компресорні агрегати марки АТ 600 П в кількості дві штуки; технічна характеристика агрегату наведена в таблиці 6. 1

Таблиця 6. 1 Технічна характеристика компресорних агрегатів

6.2 Розрахунок і підбір конденсаторів

Розрахунок і підбір конденсаторів проводиться за площею теплопередающей поверхні, що визначається за формулою:

F _к.р = (6.8)

де Q _к.р - розрахункова теплова навантаження на конденсатори, кВт.

Q _{к. Р} = m _д (i _{2-i 3)} (6.9)

Q _{к. Р} = , КВт

Θ _к.р - різниця теплообменівающіхся середовищ;

k _к.р - коефіцієнт теплопередачі конденсатора.

F _к.р = , М ² (6.10)

За F _к.р підбираємо конденсатори марки КТГ-160 у кількості одного штуки.

Таблиця 6. 2 Технічна характеристика конденсатора.

7. Розрахунок аміачних трубопроводів

Внутрішній діаметр трубопроводів визначаємо за формулою:

d = (7.1)

де d - внутрішній діаметр труби, м;

m - витрата хладагента через трубопровід, кг / с;

v - питомий об'єм хладагента, м ³ / с

w - швидкість руху холодоагенту по трубопроводу, м / с. [Дод. 7.1] [1.С. 197 табл. 7.1]

Вихідні дані і результати розрахунку заносимо в таблицю 7. 1

Таблиця 7.1 Аміачні трубопроводи

8. Розрахунок і підбір допоміжного обладнання

Для безнасосного схем необхідно підібрати наступне допоміжне устаткування: лінійний ресивер, елімінатор рідини, захисні ресивери, магістральний масловіддільник, маслосборнік.

8.1 Розрахунок і підбір лінійного ресивера

У оперативної сумісності ресівера визначаємо за формулою:

(8. 1)

де (1/2-1/3-) m _д - кількість холодоагенту проходить через ресівер, кг / год;

v ₃ - питомий об'єм рідини при t _к, м ³ / кг.

V _л.р = , М ³

Підбираємо лінійний ресивер марки 0,75 РД

8.2 Розрахунок і підбір циркуляційного ресивера

Місткість циркуляційного ресивера V ц. Р. визначаємо за формулою:

V ц. Р.> 2 [V н. т. +0,2 (V б + V ст. О.) + 0,3 V вс.т.]

Вибираємо циркуляційний ресивер марки 2,5 РДВа в кількості однієї штуки

Таблиця 8. 2 Технічна характеристика циркуляційного ресивера

8.3 Розрахунок і підбір дренажного ресівера

Ємність дренажного ресівера приймаємо рівної ємності лінійного ресивера.

Вибираємо ресивер марки 2,5 РД.

Таблиця 8. 3 Технічна характеристика ресиверів

8.4 Розрахунок і підбір магістрального масловіддільника.

Підбираємо по діаметру нагнітального магістрального трубопроводу:

D _Y = 32 мм

Вибираємо масловіддільник марки 50 МА.

Таблиця 8. 4 Технічна характеристика масловіддільника.

8.5 Розрахунок і підбір отделителя рідини

Відокремлювач рідини вибираємо по діаметру магістрального всмоктувального трубопроводу Dy = 80

Вибираємо елімінатор рідини марки 100 ОЖГ

8.6 Розрахунок і підбір маслособірателя.

Приймаються маслособіратель марки 60 МЗС.

Таблиця 8.6 Технічна характеристика.

8.7 Розрахунок і підбір випарника

Площа теплопередающей поверхні визначаємо за формулою:

F _і = (8.3)

де Q ₀ - холодопродуктивність холодильної машини, кВт.

F _і = , М ²

Підбираємо випарник марки ІТГ-200. Технічна характеристика наведена в таблиці 8. 7

Таблиця 8. 7 Технічна характеристика випарника

8.8 Розрахунок і підбір насосів насосів для холодоносія

Питома витрата циркулюючого холодоносія знаходимо за формулою:

V _хл. = (8.4)

де з _хл. - теплоємність холодоносія, кДж / кг;

ρ _хл. - щільність холодоносія, кг / м ^3;

t _ХЛ1 і t _ХЛ2 - відповідно температура холодоносія входить і виходить з випарника, º C.

V _хл. , М ³ / с

Підбираємо насос марки ЦГ - 6,3 / 32 у кількості одного штуки.

Таблиця 8. 8 Технічна характеристика насоса

9. Розрахунок оборотного водопостачання

9.1 Розрахунок і підбір градирні

Площа поперечного перерізу градирні визначаємо за формулою:

F ₀ = (9.1)

де Q _k - тепловий потік в конденсаторі, кВт;

q _f - умовна щільність теплового потоку; для вентиляторної градирні q _f = 47-57 Вт / м ^2. [1.С. 145 табл. 27]

F ₀ = , М ²

Вибираємо градирню марки ГПВ-320 в кількості трьох штук.

Таблиця 9. 1 - Технічна характеристика градирні