Расчет холодильной камеры

Введение 

        Холодильная техника достигла  современного уровня, пройдя длительный  путь развития. В середине XVIII века  У. Кулен создал первый лабораторный аппарат для получения искусственного холода, но только во второй половине XIX века машинное охлаждение приобретает промышленную основу и начинает применяться при заготовке и транспортировании скоропортящихся продуктов. Первая холодильная установка для замораживания мяса была построена в Сиднее в 1861 году. В1876 году впервые на судне-рефрежераторе с искусственным машинным охлаждением была осуществлена перевозка мяса. Первые стационарные холодильники были построены в Бостоне и Лондоне в 1881 году. В России впервые искусственный холод был применен в 1888 году на рыбных промыслах в Астрахани, и в том же году на Волге начала эксплуатироваться рефрижераторная баржа с воздушной холодильной машиной. В 1889 году были построены холодильные установки на пивоваренных заводах и кондитерских фабриках, а в 1895 году в Белгороде построен заготовительный яично-птичный холодильник вместимостью 250 т.

      Над созданием холодильных машин, вообще-то, работали многие ученые. Английский физикохимик Бойль и немецкий физик Герике еще в конце XVII в. установили, что вода в разреженном пространстве испаряется при низких температурах. В 1777 г. Нернст открыл, что в условиях вакуума вода замерзает, если удалять образующиеся водяные пары (поглощение серной кислотой). Эти наблюдения помогли англичанину Лесли построить в 1810 г. первую ледоделку. Практическое применение холодильные машины нашли только тогда, когда вместо воды были найдены другие более эффективные рабочие вещества. В 1834 г. английский врач Перкинс построил холодильную машину, работавшую на этиловом эфире. Весь

процесс в первых холодильных машинах  протекал при давлении ниже атмосферного, так как Перкинс и его последователи не решались поднимать давление в системе выше. Эти машины, основанные на сжатии парообразных тел, их конденсации и последующем кипении в жидком состоянии, получили название компрессионных.

      Впоследствии  конструкторы создали новые компрессионные машины, работающие на других рабочих  веществах, при давлении выше атмосферного. Так, в 1871 г. Телье построил машину, работающую на метиловом эфире, в 1872 г. Бойлю был выдан первый патент на аммиачную холодильную машину, 1874 г. швейцарский физик Пикте создал машину, работавшую на серном ангидриде, а немецкий физик-инженер Линде сконструировал аммиачную машину. В 1881 г. Линде, одновременно с Виндхаузеном, построил углекислотную машину, в которой давление доходило до нескольких десятков атмосфер.

      В 1845 г. американец Горри изобрел воздушную холодильную машину, работа которой была основана на том, что при расширении предварительно сжатого воздуха температура его понижается. Несколько позже появились абсорбционные холодильные машины (Каре, 1862 г.). Работа абсорбционной машины основана на поглощении парообразного вещества, например аммиачных паров, слабым водоаммиачным раствором и последующем выпаривании аммиака из раствора различными теплоносителями (горячие газы, пар и др.).

      Ведущая роль в развитии ледяного и льдосоляного охлаждения принадлежит российским ученым. Академик Крафт в 1733 г. определил физические и механические свойства льда. В 1860 г. на рыбных промыслах в Приазовье (в Мариуполе и Таганроге) было осуществлено замораживание рыбы с помощью смеси льда с солью. Холод, являющийся эффективным консервирующим средством, препятствующим развитию микроорганизмов, в

 настоящее  время широко используют во  всех отраслях пищевой промышленности. В мясной, птицеперерабатывающей,  рыбной и плодоовощной промышленности  охлаждают, замораживают и хранят  продукты при низких температурах; в молочной промышленности холод  используют при охлаждении и  хранении молока, масла и молочных  продуктов, а также при созревании  сыра и его хранении, в кондитерском  производстве охлаждают сырье,  пасту и готовую продукцию.  Чтобы сохранить качество продуктов  на пути от производства к  потребителю, во всех странах  создана, и действует непрерывная  холодильная цепь. Непрерывной она  должна быть потому, что даже  при одноразовом и кратковременном  повышении температуры скоропортящегося  продукта происходит снижение  качества настолько, что в дальнейшем  его восстановление становится  невозможным. Непрерывная холодильная  цепь — совокупность средств  холодильной техники и технологии, обеспечивающих необходимый охлаждающий  режим на всем пути движения  скоропортящихся продуктов. Отдельными  звеньями холодильной цепи могут  являться в различном сочетании  и последовательности стационарные  холодильники, холодильный транспорт,  торговое холодильное оборудование  и бытовые холодильники. В непрерывной  холодильной цепи важная роль  принадлежит стационарным холодильникам,  представляющим собой специальные  капитальные сооружения, на которых  осуществляется охлаждение, замораживание,  хранение, холодильная обработка  и отпуск пищевых продуктов. 

      До  революции холодильное хозяйство развивалось крайне медленно. Кроме того, во время гражданской войны треть построенных ранее предприятий выбыла из строя, остальные находились в полуразрушенном состоянии. В 1925 году завершается восстановление и реконструкция старых предприятий. К 1941 году холодильная вместимость увеличилась в 6,5 раза.

      Большой ущерб холодильному хозяйству нанесла  Великая Отечественная война, которой  был восстановлен к 1947 году. Предприятия  торговли и общественного питания  стали оснащаться мелкими холодильниками. Из года в год увеличивается выпуск бытовых холодильников. В 1950-1960 годах  вагоны-ледники заменяются рефрижераторными поездами. Создается рефрижераторный  рыбопромысловый флот, транспортные суда оснащаются автоматизированными  холодильными установками, строятся рефрижераторы. В последние годы происходит техническое  перевооружение холодильных предприятий, оснащение их полностью автоматизированными  высокоэффективными холодильными установками. Искусственный холод получил широкое применение во всех отраслях народного хозяйства - пищевой  и химической, торговле и общественном питании, при проходе шахт и тоннелей, кондиционировании воздуха, закалке стальных изделий, в медицине, шелководстве, цветоводстве, фармацевтической промышленности и др. Это стало возможным в результате развития комплексных научно-исследовательских работ в области хладотехники, достижений холодильного машиностроения, совершенствования и унификации оборудования.

       Распределительные холодильники  строят в городах и промышленных  центрах и служат для круглогодового  снабжения населения скоропортящимися  продуктами. На распределительные  холодильники грузы поступают  с производственных холодильников.  Грузы, отеплившиеся в пути, доохлаждаются и домораживаются в камерах распределительных холодильников. 

             Во всем мире быстрозамороженные  продукты питания пользуются  широкой популярностью у потребителей. Быстрое замораживание готовых  мясных и рыбных продуктов  и полуфабрикатов, овощей, фруктов,  ягод

 обеспечивает  их долговременное хранение и  транспортировку без потери вкусовых  и других потребительских свойств,  что делает производство быстрозамороженных  продуктов весьма выгодным. Поэтому  в промышленно развитых странах  скороморозильное оборудование  достигло высокого технического  уровня. В последние годы заметно  возрос интерес к современной  скороморозильной технике.

      Охлаждением называется процесс отвода теплоты  или отдачи работы, который сопровождается понижением температуры и протекает  с участием двух тел: охлаждаемого и  охлаждающего. В холодильной технике  различают естественное и искусственное  охлаждение.

      Естественное  охлаждение осуществляется вследствие самопроизвольной передачи теплоты  окружающей среде (атмосферному воздуху, воде естественных водоемов и грунту), имеющей более низкую температуру, чем охлаждаемое тело. Температурный  уровень окружающей среды в наземных условиях подвержен значительным колебаниям, как в течение суток, так и  в течение года и не поддается  регулированию, что не отвечает требованиям  современного материального производства, жизни и быта людей. Поэтому с  развитием научно-технического прогресса  в последние десятилетия естественное охлаждение практически во всех сферах деятельности заменяют искусственным.

      Искусственное охлаждение можно осуществлять двумя  способами: с помощью другого  вещества с более низкой температурой за счет отвода теплоты, чаще всего  при изменении агрегатного состояния; с помощью охлаждающих устройств, холодильных установок и машин, которые составляют специализированную область техники, называемую холодильной  техникой. Первый способ, относящийся  к области ледяного и льдосоляного охлаждения, основан на том, что колебания  температуры окружающей среды в  природных условиях создают возможность  сохранять или аккумулировать

естественный  холод в сравнительно ограниченном пространстве. Наиболее распространенным телом, сохраняющим естественный холод, является водный лед. Его заготавливают  зимой, чтобы в теплое время года использовать для охлаждения.

      Промышленные  холодильные машины, работающие в  области умеренного холода, можно  подразделить на три основные группы: компрессорные, теплоиспользующие  и термоэлектрические. В настоящее  время преимущественно используют холодильные машины компрессорного типа. При наличии дешевых источников теплоты применяют теплоиспользующие  машины. Термоэлектрические применяют в радиотехнике и в ряде специальных приборов.

         Холодильная обработка – это процессы охлаждения, подмораживания, замораживания, домораживания и доохлаждения продуктов.

     Для получения холода на рыбных базах  используются различные схемы холодильных  установок. Схема холодильной установки  должна удовлетворять следующие  требования:

     - автоматическое поддержание температурного  и влажностного режима в камерах;

     - автоматизация работы холодильной  установки;

     - равномерная подача хладагента  и хладоносителя в испарительную систему при высокой интенсивности теплопередачи;

     - минимальное влияние гидравлического  столба жидкости (хладагента ) на работу приборов охлаждения;

     - малое заполнение системы хладагентом;

     - простота в обслуживании и  безопасность в работе;

     - надежная защита компрессоров  от гидроудара.

     На  рыбных базах используются схемы, как с непосредственным, так и с рассольным охлаждением.

     Насосные  схемы выполняют с верхней  или с нижней подачей хладагента в приборы охлаждения. Безнасосные схемы выполняют только с нижней подачей хладагента. Безнасосные схемы применяют в холодильниках вместимостью до 1000 тонн.

     Схемы рассольного охлаждения применяют  в следующих случаях:

• при расширении действующих, оборудованных рассольным охлаждением холодильников;
• при большом удалении холодильника от компрессорного цеха, когда правила техники безопасности запрещает использовать непосредственное охлаждение или когда особенности технологического оборудования вызывают необходимость использования рассольных схем.

            В качестве компрессоров применяются  винтовые маслозаполненные компрессора. Они характеризуются широким пределом давления всасывания, что позволяет их широко применять в низкотемпературных установках.В небольших установках применяются поршневые компрессоры. В установках холодопроизводительностью более 130 кВт целесообразно применять винтовые компрессоры фирмы BITZER, работа которых в схеме с экономайзером позволяет существенно (до 30%) экономить потребляемую электроэнергию.

       В данном курсовом проекте мне дан  г. Верхнедвинск. Его характеристики оформляю в виде таблицы:

       Таблица 1  

Наименование  города	Температура летняя, оС	Температура зимняя, оС	Относительная влажность, %
Полоцк	28	-24	62