Безнасосная одноступенчатая холодильная установка

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Введение

      Охлаждение  пищевых продуктов с целью  их сохранения было известно людям с незапамятных времен. Еще в древнем Египте хранили воду в глиняных неотожженных сосудах и благодаря испарению, вода всегда оставалась холодной. Для сохранения мясных туш первобытные люди использовали горные пещеры со снегом и льдом, а также глубокие ямы — погреба. Уже в XVII в. люди научились применять смесь водного льда и поваренной соли для получения температур ниже 0 С.

     Только  во второй половине XIX в. появились первые промышленные холодильные машины. Первая установка для замораживания  мяса была построена в Австралии в г.Сиднее в 1861 г. Первые крупные холодильники с машинным охлаждением были построены в Бостоне (США) и Лондоне в 1881г. Вагоны-ледники с ледяным охлаждением впервые появились в США в 1858г. а первое судно-рефрижератор с машинным охлаждением— в 1876г.

      В России первые холодильные машины начали работать в 1888г. на рыбных промыслах в Астрахани. В том же 1888г. появилась первая рефрижераторная баржа на Волге. В 1889г. были сооружены две машинные холодильные установки на пивоваренном заводе и шоколадной фабрике.

      Первые железнодорожные перевозки в вагонах-ледниках начались в 1860 г.

      В дореволюционной России холодильное  хозяйство было отсталым. Но уже  после гражданской войны стали (восстанавливать и реконструировать старые холодильники и началось строительство  новых в портовых городах и промышленных центрах: Ленинграде, Одессе, Севастополе, Новороссийске, Ростове-на-Дону, Баку, Ташкенте, Горьком, Свердловске и других городах.

      За  годы пятилеток емкость холодильников  возросла более чем в 6,5 раза по сравнению с 1917 г. После восстановления разрушенного во время Великой Отечественной войны хозяйства продолжался рост и техническое совершенствование холодильной техники и технологии.

     В 1950 г. начался выпуск торгового холодильного оборудования — шкафов, прилавков, сборных камер.

     В 1950 г. годовой выпуск торгового холодильного оборудования составил 3, в 1960 г. — 53, а в 1970 г. — около 200 тыс. шт.

      В Директивах XXIV съезда КПСС по 9 пятилетнему плану на 1971—1975 гг., направленному на новый значительный подъем материального и культурного уровня жизни народа, предусматривается увеличение производства продукции пищевой, мясной, молочной и рыбной промышленности на 33—35%, в том числе мяса на 40—43, цельномолочной продукции на 29 и пищевой рыбной продукции не менее чем на 47%. При этом обращается внимание на повышение качества, расширение ассортимента и улучшение питательной ценности и вкусовых достоинств продуктов питания.

      Для сохранения, комплексной переработки  и доведения до потребителя возрастающего  количества пищевых продуктов предусматривается  строительство крупных холодильников емкостью от 3 до 20 тыс. т с автоматизацией работы холодильных установок по поддержанию в камерах и морозилках заданных температур и влажности, а также с механизацией работ по разгрузке, перемещению и погрузке продуктов. .Кроме того, намечается заменить значительное количество морально устаревших и изношенных | компрессоров и холодильных аппаратов на новые модели, а также автоматизировать работу всех крупных холодильных установок на производственных и распределительных холодильниках, что улучшит режим хранения пищевых продуктов и повысит уровень технической эксплуатации

холодильников.

     По  размеру холодильных емкостей наша страна занимает второе место в мире. В новой пятилетке планируется рост холодильных емкостей в 1,3—1,4 раза, т. е. в 1975г. они составят около 5,5 млн. т.

     Возрастет также выпуск средних и крупных холодильных машин более чем в 2 раза: с 34,5 тыс. шт. в 1970 г. до 74 тыс. шт. в 1975г.

Еще более  быстрыми темпами увеличивается  выпуск малых холодильных машин: 100 тыс. шт. в 1965г. 200 тыс. шт. — в 1970 г. и 490 тыс. шт. в 1975 г., а также домашних холодильников: 1965 г. —1,7 млн. шт., 1970 г. —4,14 млн. шт., 1975 г. — 6,68 млн. шт.

     В области холодильного машиностроения предполагается освоить поршневые  компрессоры с частотой вращения до 3000 об/мин, винтовые компрессоры, турбокомпрессорные холодильные машины и ротационные  многопластинчатые поджимающие  компрессоры. Основной задачей является обеспечение высоких технических и эксплуатационных качеств: высокая надежность и долговечность, экономичность в изготовлении и эксплуатации.

     В области холодильного транспорта предусматривается 1 выпуск автономных рефрижераторных вагонов и резкое увеличение выпуска авторефрижераторов и изотермических автокузовов, а также охлаждаемых и изотермических контейнеров. В конструкции изотермических автокузовов, железнодорожных рефрижераторов и контейнеров будут учтены новейшие достижения по применению пластических масс и изоляционных материалов. 

В области  холодильной технологии предусматривается (интенсификация процессов охлаждения и замораживания мяса на производственных холодильниках, что приведет снижению потерь, лучшему сохранению питательной ценности и товарного вида продуктов. Охлаждение и замораживание будут выполняться поточным или конвейерным способом в основном с помощью воздухоохладителей. Предполагается производить замораживание мяса в блоках, фасованного мяса и мясопродуктов — во влагонепроницаемых пакетах при помощи скороморозильных аппаратов с интенсивным движением воздуха. Дальнейшее развитие получит производство быстрозамороженных блюд, полуфабрикатов и гарниров на предприятиях мясной и консервной промышленности, а также на распределительных холодильниках. В качестве упаковки будут применять алюминиевые формочки с крышками, а также герметичные пакеты из синтетической пленки, выдерживающей кипячение.

В дальнейшем, с переходом мясной промышленности а выпуск только упакованных охлажденных и замороженных продуктов, для всех холодильных камер мясокомбинатов и производственных холодильников предусматривается воздушное охлаждение с применением автоматизированных воздухоохладителей.

В настоящее  время искусственный холод применяется  в следующих отраслях промышленности:

в пищевой  промышленности, торговле и общественном питании — стационарные холодильники различной мощности, холодильный транспорт (железнодорожный, водный и автомобильный), торговое холодильное оборудование;

в химической промышленности — охлаждение, сжижение и отделение газов, получение различных синтетических материалов и пр.

при проходке шахт и туннелей для замораживания водоносных грунтов;

при кондиционировании  воздуха на промышленных предприятиях и в местах отдыха (театры, кинотеатры, рестораны, гостиницы, библиотеки и  др.);

в металлургии  — закалка металлов холодом для  повышения твердости и износоустойчивости;

в медицине — операции сердечно - сосудистой системы, внутренних органов и головного мозга, которые выполняются с применением охлаждения, что замедляет окислительно-восстановительные процессы и позволяет без ущерба для самых чувствительных клеток организма производить самые сложные операции в течение длительного времени;

в фармацевтической промышленности — при изготовлении и сохранении в течение длительного времени плазмы крови, различных вакцин и других медицинских препаратов;

в биологии, шелководстве, цветоводстве и пр. Широкое  применение и огромные темпы роста холодильной техники в народном хозяйстве требуют подготовки специалистов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2.Задание на проектирование

      исходные  данные 
 

      РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА 

      От  параметров наружного воздуха зависит  количество теплопритоков в камеры. Уменьшение теплопритоков и связанное  с ним снижение потерь продукта от усушки достигается включением в  конструкцию ограждения достаточно мощного слоя теплоизоляции.

      Для выбора нормативного коэффициента теплопередачи  ограждения холодильника необходимо знать, в какой климатической зоне расположен холодильник. Климатическую зону определяют по среднегодовой температуре. Территория России делится на три климатических зоны:

      южную со среднегодовой температурой наружного  воздуха 9°С и выше;

      среднюю со среднегодовой температурой наружного  воздуха от 1 до 8°С;

      северную  со среднегодовой температурой наружного  воздуха 0°С и ниже.

      Наибольшие  теплопритоки наблюдаются в самое  жаркое время года, что и определяем выбор летней расчетной температуры  наружного воздуха. Эту температуру  находят по среднемесячной температуре  самого жаркого месяца с учетом влияния  максимальных температур, отмечаемых в это время.

      Для расчета пароизоляционного слоя, предназначенного для защиты теплоизоляции  от проникновения в нее влаги  из наружного воздуха, необходимо знать относительную влажность воздуха самого жаркого летнего месяца.

      Для расчета мощности обогревательных  устройств, которые иногда применяют  для обогрева в зимнее время камер  холодильников с нулевыми температурами, требуется зимняя расчетная температура наружного воздуха.

      При необходимости сведения о температурах и влажности воздуха можно  получить из СНиПП—А.6—72 «Строительная  климатология и геофизика».

      РАСЧЕТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ 

      При оборотном водоснабжении температуру  воды для охлаждения конденсаторов  холодильных машин принимают  на 3—4°С выше температуры по мокрому термометру, которую определяют по диаграмме для влажного воздуха на пересечении линии постоянной энтальпии, характеризующей состояние наружного воздуха, с линией насыщения.

      В случае прямоточной системы водоснабжения  из естественных водоемов температуру воды в курсовых и дипломных проектах можно принимать на 6—8°С ниже температуры наружного воздуха. 

      РАСЧЕТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ГРУНТА 

      Расчетную температуру грунта под полом, имеющим  нагревательные устройства, принимают при электрообогреве грунта равной 1°С, при других способах обогрева с учетом неравномерности распределения температур 3°С.

      Обычно  действительная температура грунта в расчетах холодильных камер  не встречается. При необходимости  действительную температуру грунта можно определить по климатологическим  справочникам. Действительную температуру грунта у стен подвальных камер предприятий торговли и общественного питания можно принимать для южной климатической зоны 25°С, для средней 21°С, для северной 17°С. Температуру грунта под полом подвальных камер этих же предприятий можно принимать соответственно 18, 14 и 10°С. 
 

      РАСЧЕТНАЯ РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР ДЛЯ ВНУТРЕННИХ ОГРАЖДЕПИЙ 

      При проектировании крупных холодильников  температуру воздуха в коридорах, тамбурах, вестибюлях не определяют. Теплопритоки через стены и перегородки, отделяющие охлаждаемые помещения от неохлаждаемых тамбуров, вестибюлей и других помещений, находят по расчетной разности температур как части от разности температур для наружных стен. Указанные теплопритоки составляют ,70%, если эти помещения сообщаются с наружным воздухом, и 60%, если не сообщаются.

        Для предприятий торговли и общественного питания температуру смежных помещений можно принимать: для южной зоны 28°С, для средней 24°С, для серверной 20°С. Для коридоров, вестибюлей, тамбуров — соответственно: 14, 12 и 10°С. 
 
 

     3.Описание принципиальной схемы и техническая характеристика.

     Типовая схема одноступенчатой безнасосной  установки на одну температуру кипения показана. На крупных холодильниках обычно имеются еще одна или две таких установки на другие температуры кипения. При этом градирня Гр, конденсатор Ко, линейный ресивер ЛР, переохладитель ПО и дренажный ресивер ДР могут быть общие для всех установок.

     В крупной безнасосной установке  регулируют: температуру в камерах  при помощи реле температуры и  соленоидных вентилей; заполнение испарителей аммиаком по перегреву (по одному TPВ на каждую испарительную батарею или воздухоохладитель); температуру кипения — включением и остановкой отдельных компрессоров. Каждый компрессор управляется от своего реле давления 1РД, 2РД и т.д. Схема настройки РД может быть пропорциональной или астатической.

     Кроме регулирования перечисленных основных параметров схемой предусмотрено автоматическое поддержание уровня аммиака в  маслоотделителе МО поплавковым регулятором 1ПР (типа ПР-14) и полуавтоматическое оттаивание инея с испарителей. Для оттаивания одного из испарителей (например, 1 И) переключатель 1Пр переводят из рабочего положения Раб на оттайку Отт. При этом соленоидные вентили подачи жидкости и отвода пара 1СВк и 2СВк закрываются, а вентили 2СВо —подачи горячего пара и 1 СВо— выпуска жидкости в дренажный ресивер ДР открываются. Для создания высокого давления в испарителе в период оттайки и выпуска образовавшегося конденсата в ДР служит поплавковый вентиль высокого давления 2 ПР (типа ПРУДВ).