Дипломная работа: Расчет холодильника при овощехранилище вместимостью 2000 т

Дипломная работа: Расчет холодильника при овощехранилище вместимостью 2000 т

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент кадровой политики и образования

ФГОУ СПО «Мелеузовский механико-технологический техникум»

Специальность 1711

 

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Расчет холодильника при овощехранилище вместимостью 2000 т

Студент: Е.Г. Караськин

Руководитель проекта: М.Р. Мицукова

Консультант по экономической части: Т.В. Ишбаева

Нормоконтроль: В.В. Прокудин

Мелеуз 2005

ВВЕДЕНИЕ

Искусственное охлаждение используется человеком для своих нужд с древних времен.

Без холодильной техники невозможно прокормить растущее население планеты, поэтому важно развитие и совершенствование, расширение функциональных возможностей. На предприятиях торговли и общего питания для бесперебойного снабжения населения продуктами необходимо хранить запасы пищевых продуктов, в том числе и скоропортящихся, требующего влажного режима хранения лучший способ хранения пищевых продуктов холодом подавляется жизнедеятельность микроорганизмов, замедляется биохимические процессы. Поэтому сохраняется первоначальное качество пищевых продуктов, их естественный вид, вкус, питательная ценность.

В процессе производства и увеличения объемов реализации пищевых продуктов немаловажная роль принадлежит холодильной технике, которая позволяет создавать запасы скоропортящихся пищевых продуктов в широком ассортименте.

- Увеличивать продолжительность хранения замороженных продуктов.

- Продавать пищевая продукты сезонного производства равномерно в течение года.

- Снижать товарные потери при хранении и транспортировке продовольственных товаров.

- Внедрять прогрессивные метода оказания услуг населению предприятиями торговли и общественного питания, обеспечивая высокий уровень обслуживания.

- Удовлетворять потребности населения в доброкачественных продуктах питания.

Первая в мире холодильная машина была сконструирована англичанином Дж. Перкинсом в 1819 году, качестве хладагента конечно был применен этиловый эфир. В 1871 году француз Ш. Гелье создал холодильную машину, работающую на метиловым эфире, и в 1872 году англичанин Бойль, изобрел холодильную машину, в которой в качестве рабочего тела был использован аммиак.

Широкое практическое применение холодильных машин началась в 80-е годы 19 столетия.

Холодильные машины применяют в пищевой, мясомолочной промышленности и в сельском хозяйстве. Для холодильной обработки и хранение пищевых продуктов (овощей и фруктов) в химической, нефтехимической промышленности и во многих других случаях.

В настоящее время преимущественно используют холодильные машины компрессорного типа. При наличии дешевых источников теплоты применяют теплоизолирующие машины.

Холодильные машины работают на хладагентах хлорфторуглеродах (R11. R12. R13. R115. R502          и другие), это создает проблему их замены переходными однокампанентными хладагентами (R22. R123. R124. R140b. R142b) и их смесями с низким потенциалом разрушения озонового слоя, применение которых в соответствии с международным соглашением (монреальский протокол 1987 года) возможно до 2030 года, а так же озонобезопасными однокомпанентными хладагентами (R23. R22. R120. R139a. R148a) и их смесями или природными веществами (R717. R744. R290. R600. R600a).

1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Территория, на которой родился Санкт Петербург, издревна была дальней окраиной Новгородской Руси, а затем московского государства.

Известно, что в 18 веке эти места называли Ижорской землей. По одному из притоков нивы, небольшой извилистой реки Ижоря, протекающей ныне среди южных питерских пригородов.

Санкт – Петербург центр ленинградской области, город федерального значения, субъекта РФ город – Герой. Важнейший после Москвы экономически научный и культурный центр, крупный транспортный узел России, морской и речной порт. В административном отношении С-П разделен на 13 регионов, расположен на северо – западной европейской части России, большая часть города в пределах при Невской низменности, на реке Нева и прилегающем ее устью побережья Невской губы финского залива, Балтийского моря, а так же на многочисленных островах разветвленной Невской дельты.

Ныне в черте города 45 рек,40 искусственных каналов протяженностью 300 км. Климат С-П. морской с чертами континентального, частая смена воздушных масс много атмосферных фронтов. Зима умерено мягкая морозная средняя температура самых холодных месяцев января и февраля -7 -8 С.

Весна поздняя, лето теплое со сменой солнечных и дождливых дней. Средняя температура июля 17,8 0С. Осень затяжная, туманная.

В 1762г. учреждена комиссия о каменном строении Санкт-Петербурга и Москвы.

2 ВЫБОР РАСЧЁТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Расчетный режим холодильных установок характеризуется температурой кипения t0, конденсации всасывания (паров на входе в компрессор) tвс и переохлаждение жидкого хладагента перед регулирующим вентилем tрв. Значения этих параметров выбирают от назначения холодильной установки и расчетно-наружных условий.

2.1 Расчетные параметры наружного воздуха

От параметров наружного воздуха (в основном от температуры), зависит количество поступления теплопритоков в камеры, температуры конденсации холодильного агента, температура воды охлаждаемой в градирне или поступающей из естественных водоемов и холодопроизводительность установки.

Холодильные установки рассчитывают как правило на самый жаркий период года, поэтому в качестве расчетной летней температуры наружного воздуха для города Санкт-Петербурга принимается tр.л=270С, в качестве среднегодовой температуры наружного воздуха принимается tср=4,30С, в качестве расчетной летней относительной влажности наружного воздуха принимаются φ= 39%, а расчетной зимней влажности принимается φ=82% (приложение 1, таблица 2.1 – значение некоторых параметров (приложение1 (1)) – Лашутина, Судов, стр.40), географическая широта 600.

2.2 Расчетная температура воды для охлаждения конденсаторов

При оборотном водоснабжении начальную температуру воды для охлаждения конденсаторов принимают на 2-30С выше температуры воздуха по смоченному термометру, поэтому находится температура воды по i-d диаграмме.

   i,                    i = const                        φ=59%

   кДж/кг

 tл=270С        А

                                                φ=100%

 tм=210С             В

                                                α, г/кг

Рис. 1. I-d диаграмма влажного воздуха

Находится точка А с параметрами φ=59% и φ=100%. Из точки А двигаясь по линии параметральной i = const до пересечения линии параметральной i = const до пересечения с линией φ=100%. Температура насыщенного воздуха в точке. В пересечения будет искомой температурой tм=210С.

Температура воды входящей в конденсатор находится по формуле:

tв1 = tмт (2-π), 0С,                                             (2.1)

где tмт – температура воздуха по мокрому термометру, 0С

tв1 =21+3=240С

Температура воды, выходящей из конденсатора находятся по формуле:

tв1 = tв1 + (4-50С), 0С                                      (2.2)

tв1= 24+5=290С

Температура конденсации находится по формуле:

tкд = (tв1+tв2) / 2+ (4-60С                                (2.3)

tкд = (24+29) / 2+5,5 = 320С

Температура переохлаждения находится по формуле:

tп = tв1+3, 0С                                                    (2.4)

tп= 24+3=270С

2.3 Расчетные параметры внутреннего воздуха и продолжительность холодильной обработки

Расчетные значения температуры и влажности воздуха в охлаждаемых помещениях (в камерах холодильника) выбираются в зависимости от их назначения, вида продукта. Технологических особенностей хранения (замораживание, охлаждение, хранение и так далее).

Расчетные параметры воздуха камер хранения при овощной базе (овощехранилище), приведенные в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Камеры и другие охлаждаемые помещения	Параметры воздуха		t0С продуктов		Продолжительность холодильной обработки и хранения (ч.)
	t,0С	φ,%	начальн. t0С	конечн. t0С
Хранения картофеля Хранение лука (чеснока) Хранение моркови Хранение свеклы	+2…+4 +1…-3 +2…+6 +1…-1	85-95 70-80 85-95 85-95	20 20 20 20	3 0 3 0	24 24 24 24

Расчетную температуру грунта под полом, принимается при электрообогреве грунта равной 20С.

3 РАСЧЁТ ПЛОЩАДЕЙ, ОБЪЁМНО-ПЛАНИРОВОЧНОЕ РЕШЕНИЕ ХОЛОДИЛЬНИКА

3.1  Расчет площадей

База овощей (овощехранилище) – это самостоятельное предприятие, что позволяет более широка и полно использовать холодильные емкости в течении года.

В составе этой базы для овощей, с общей вместимостью 2000 т. имеются такие производственные помещения:

- камеры хранения овощей;

- помещения товарной обработки (переработка, фасовка, упаковка);

-экспедиция для приемки и отпуска продукции.

Так как холодильник имеет вместимость 2000 т., то он имеет 100% вместимость.

Тогда хранение картофеля приходится 25% вместимости овощехранилища, на хранение лука – 25%, моркови - 25% , свеклы – 25%.

Сетку колонн выбирается 6х12 м, т.к. этот выбор целесообразен для данного холодильника.

3.2 Расчет площади камер хранения картофеля

Определяется общая вместимость грузового объема камер хранения картофеля:

Вхр.к. = Вхол. *25%                                         (3.1)

Вхр.к. = 2000 * 0.25 = 500 т.

Рассчитывается грузовой объем камер

Vгр= Вхр.к. /qύ (3.2)

где Вхр.к. – условная вместимость камер, т.

qύ - норма загрузки, т/м3 (картофель положен в деревянных контейнерах qύ 0,5 т/м3 , по табл. 2.3.)

Vгр= 500 / 0,5 = 1000 м3

Определяется грузовая площадь камер.

Fгр= Vгр / hгр, м2                                             (3.3)

где hгр – грузовая высота или высота штабеля, м ( hстр. = 6м , то hгр = 5 м

Fгр= 1000 / 5 = 200, м2

Определяется строительная площадь камер:

Fстр = Fгр / βF, м3                                            (3.4)

где βF – коэффициент используется строительной площади камер (βF = 0,75, на стр.25 (3))

Fстр = 200 / 0,75 = 266 м2

Определяется число строительных прямоугольников

n = fстр /f                                                           (3.5)

где f – строительная площадь одного прямоугольника, определяется выбранной сеткой колон, м2 (f= 6х12 = 72 м2 )

n= 266 /72 = 4

Условно принимается площадь равной строительным квадратам, тогда

Fстр = 72 * 4 = 288 , м2

Определяется условная действительная вместимость камер

Вg = В* ng / n ,т                                       (3.6)

где ng – принятое число строительных прямоугольников

Вg = 500*4/3,7 = 540 т

Так как в одной камере при овощехранилище должно быть примерно 250 т вместимости груза более не рекомендуется, для хранения картофеля выходит 2 камеры.

3.3 Расчет площади камер хранение лука (чеснока)

Определяется общая вместимость камер хранения лука.

Вхр.к. = Вхол. *25%                                         (3.7)

Вхр.к = 2000*0,25 = 500 т.

Расчесывается грузовой объем камер

Vгр= Вхр.к. /qύ                                        (3.8)

где Вхр.к. – условная вместимость камер, т.

qύ - норма загрузки, т/м3 (лук положен в деревянных контейнерах qύ =0,38 т/м3 , по табл. 2.3.)

Vгр= 500 / 0,38 = 1315,8 м3

Определяется грузовая площадь камер.

Fгр= Vгр / hгр, м2                                            (3.9)

Fгр= 1315,8 / 5 = 263, м2

Определяется строительная площадь камер:

Fстр = Fгр / βF, м3                                            (3.10)

где (βF = 0,75 , на стр.25 (3))

Fстр = 263/ 0,75 = 350 м2

Определяется число строительных прямоугольников

n = fстр /f                                                  (3.11)

n= 300 /72 = 5

Условно принимается площадь равной строительным квадратам, тогда

Fстр = 72 * 5 = 360 , м2

Определяется условная действительная вместимость камер

Вg = В* ng / n ,т                                                 (3.12)

где ng – принятое число строительных прямоугольников

Вg = 500*5/4,86 = 514 т

Так как в холодильнике, положено располагать одну камеру примерно 230 т. вместимостью, то для хранения лука (чеснока) выходит 2 камеры:

В №1 Fстр = 216, м2 и Вд=308,4 т.

В №2 Fстр = 144, м2 и Вд=205,6 т.

3.4  Расчет площади камер хранения моркови.

Определяется общая вместимость грузового объема камер хранения моркови.

Вхр.к. = Вхол. *25%                                         (3.13)

Вхр.к = 2000*0,25 = 500 т.

Расчесывается грузовой объем камер

Vгр= Вхр.к. /qύ                                        (3.14)

где Вхр.к. – условная вместимость камер, т.

qύ - норма загрузки, т/м3 (лук положен в деревянных контейнерах qύ =0,36 т/м3 , по табл. 2.3.)

Vгр= 500 / 0,36 = 1390 м3

Определяется грузовая площадь камер.

Fгр= Vгр / hгр, м2                                            (3.15)

Fгр= 1390 / 5 = 278, м2

Определяется строительная площадь камер:

Fстр = Fгр / βF, м3                                            (3.16)

где (βF = 0,75 , на стр.25 (3))

Fстр = 278/ 0,75 = 370 м2

Определяется число строительных прямоугольников

n = fстр /f                                                           (3.17)

n= 370 /72 = 5

Условно принимается площадь равной строительным квадратам, тогда

Fстр = 72 * 5 = 360 , м2

Определяется условная действительная вместимость камер

Вg = В* ng / n ,т                                                 (3.18)

где ng – принятое число строительных прямоугольников

Вg = 500*5/5,14 = 486,4 т

Так как в холодильнике, положено располагать одну камеру примерно 230 т.

Вместимостью, то для хранения лука (чеснока) выходит 2 камеры:

В №1 Fстр = 216, м2 и Вд=292 т.

В №2 Fстр = 144, м2 и Вд=194 т.

3.5 Расчет площади камер хранения свеклы.

Вхр.к. = Вхол. *25%                                         (3.19)

Вхр.к = 2000*0,25 = 500 т.

Расчесывается грузовой объем камер

Vгр= Вхр.к. /qύ                                            (3.20)

где Вхр.к. – условная вместимость камер, т.

qύ - норма загрузки, т/м3 (лук положен в деревянных контейнерах qύ =0,46 т/м3 , по табл. 2.3.)

Vгр= 500 / 0,46 = 1087 м3

Определяется грузовая площадь камер.

Fгр= Vгр / hгр, м2                                            (3.21)

Fгр= 1087 / 5 = 217,4 , м2

Определяется строительная площадь камер:

Fстр = Fгр / βF, м3                                            (3.22)

где (βF = 0,75 , на стр.25 (3))

Fстр = 217,4 / 0,75 = 290 м2

Определяется число строительных прямоугольников

n = fстр /f                                                  (3.23)

n= 290 /72 = 4

Так как вместимость одной камеры должна соответствовать примерно 250 т, то будет две камеры хранения свеклы

В №1 Fстр = 145 , м3 и Вд=250 т.

В №2 Fстр = 145 , м3 и Вд=250 т.

3.6 Расчет площади вспомогательных помещений и общая площадь всего холодильника

Площадь отводимую для вспомогательных помещений (коридор, тамбур, экспедиция загрузки и разгрузки и так далее) принимают равной 20-40 % суммы охлаждаемых помещений холодильника.

Определяется площадь вспомогательных помещений по следующей формуле:

Fвсп= (0,2…0,4)* Σ Fстр , м2                                              (3.24)

где Σ Fстр – суммарная площадь охлаждаемых помещений, м2

Fвсп= 0,4 * Σ (288+360+360+290) = 520 , м2

Определяем количество строительных прямоугольников.

n= Fвсп / f                                                          (3.25)

n= 570 / 72 = 7

Условно принимается площадь вспомогательных помещений по следующему порядку:

а) Из расположения плана холодильника выходит 3 строительных прямоугольника на долю коридора Fкор=216, м2;

б) На долю цеха отварной обработки остается 4 строительных прямоугольника Fцех=288, м2.

Площадь,отводимую экспедицией (для приемки и отпуска продукта) и служебно-бытового помещения в сумме принимают равной 20-30 % от суммы площадей охлаждаемых помещений.

Вычисляется площадь вспомогательных помещений по формуле:

Fвсп=(0,2…0,3) * Σ Fстр                                            (3.26)

Fвсп=0,27 * Σ (288+360+360+290) = 351 , м2

Определяется количество строительных прямоугольников:

n=Fвсп / f                                                           (3.27)

n= 351 / 72 = 5

3.6 Объемно планировочное решение холодильника

Рассчитав площадь холодильника, выбирают планировку холодильника.

Условно принимаем площадь вспомогательных помещений равной 5 строительным прямоугольникам, тогда Fвсп= 72*5=360, м2

Из расположения плана холодильника на долю экспедиции будет4 строительных прямоугольника Fэкс=288, м2, тогда на долю служебного помещения остается 1 строительный прямоугольник 6х12, м2 Fсл=72, м2 .

Для лучшей организации и быстрого выполнения грузовых операций, холодильник предусматривает автомобильную платформу, которая располагается вдоль длинны холодильника.

Авто-платформа имеет ширину 7-9 м, а длину ее вдоль длинны холодильника.

Общая площадь всех помещений холодильника всем контуре ограждений овощехранилища, составляет:

Fобщ= Σ Fвсп+Σ Fк.хр, м2                                        (3.28)

где Σ Fвсп – сумма площадей всех вспомогательных помещений , м

Σ Fк.хр – сумма площадей камер хранения овощехранилища , м2

Fобщ= Σ 9 504+360) + Σ (290+360+360+290) = 2164 , м2

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13