Билет №37 Производство изоляционных работ и эксплуатация изоляционных конструкций.

 

Тщательное выполнение работ по изоляции ограждений является одним из главных условий долговечности и надежности изоляционной конструкции. Изоляционные работы всегда являются скрытыми, так как установить качество их выполнения после окончания работ оказывается практически невозможным ввиду того, что элементы конструкции, требующие наибольшей тщательности выполнения, оказываются закрытыми последующими слоями ограждения. Поэтому при выполнении изоляционных работ должна производиться промежуточная (пооперационная) приемка подготовленной под изоляцию поверхности, нанесенного слоя пароизоляции и затем слоя теплоизоляции. Каждый последующий слой разрешается выполнять после приемки предыдущего.

При освидетельствовании обмазочной пароизоляции, которая наносится не менее чем в два слоя, проверяется одинаковость толщины слоя в различных местах поверхности, непрерывность слоя, плотность его прилегания к поверхности, тщательность выполнения слоя в местах прохода трубопроводов или каких-либо других деталей через пароизоляцию. При осмотре наклеенной пароизоляции, кроме того, проверяется герметичность стыков, выполняемых с перекрытием полотнищ, и отсутствие острых углов и переломов в местах сочленения поверхностей.

Во время осмотра теплоизоляции проверяют соответствие изоляционной конструкции проекту, соответствие толщины слоя теплоизоляции проектному размеру, плотность наклейки штучных материалов, перекрытие швов, тщательность заделки швов, правильность поверхности. При производстве работ следует наблюдать за тем, чтобы при наклейке теплоизоляционного материала не образовывался промежуточный пароизоляционный слой.

Большое значение имеет правильная эксплуатация изоляционных конструкций. Прежде всего необходимо следить за состоянием ограждений и принимать меры к немедленному их ремонту. Течи в кровлях, трещины в наружных стенах часто оказываются причиной увлажнения изоляции. Следует также вести наблюдение за состоянием ограждений и с внутренней стороны здания. Повреждения поверхности ограждений (например, тележками) должны немедленно устраняться. Не следует нарушать установленный температурный режим в охлаждаемом помещении. Длительное и значительное повышение температуры в помещении при наличии пароизоляционного слоя с наружной стороны в зимнее время может вызвать конденсацию влаги в ограждении, так как пароизоляционный слой в данном случае окажется с холодной стороны изоляции. Значительное понижение температуры в помещении также может вызвать появление зоны конденсации в изоляции, так как сопротивление имеющегося пароизоляционного слоя может оказаться недостаточным при увеличившейся разности парциальных давлений пара. При таком понижении температуры из-за недостаточно низкого, не соответствующего увеличенной разности температур коэффициента теплопередачи ограждения, на наружной поверхности ограждения может конденсироваться водяной пар из воздуха. Поэтому существенному понижению температуры в охлаждаемом помещении должно обязательно предшествовать необходимое изменение изоляционной конструкции.

Для наблюдения за состоянием изоляции желательны регулярная проверка коэффициента теплопередачи ограждений измерителями тепловых потоков и регулярная проверка влажности изоляционных материалов путем взятия проб из сомнительных мест. Сравнение результатов проверки изоляции с расчетными величинами или с данными предыдущих испытаний дает основание для суждения о качестве изолированного помещения и о происшедших изменениях свойств теплоизоляционного и пароизоляционного материалов,

Билет № 38 Определение теплопритоков в охлаждаемых помещениях. Цели и задачи расчета. Виды теплопритоков, их особенности. Выбор расчетного периода. Нагрузка на камерное оборудование и на компрессор.

 

Расчет теплопритоков состоит в последовательном учете количеств теплоты, поступающих в охлаждаемое помещение от каждого из различных источников теплоты, которые могут оказать влияние на установление и поддержание заданного теплового режима в охлаждаемом объекте. Конечной целью расчета теплопритоков является нахождение для каждого охлаждаемого помещения производительности камерного холодильного оборудования, достаточного для отвода всей поступившей теплоты и для поддержания тем самым заданных температурных условий воздушной среды внутри этого помещения Кроме того, расчет теплопритоков позволяет найти холодильную мощность оборудования машинного отделения, необходимую для поддержания заданной температуры во всех охлаждаемых помещениях имеющихся на предприятии.

В установившемся состоянии в охлаждаемое помещение будут проникать, и возникать внутри самого помещения следующие виды теплопритоков: 1) теплоприток от окружающей среды Q1, вызванный проникновением теплоты через ограждения: 2) теплоприток от продуктов (грузов) Q2 при их термической обработке или выделение теплоты при совершении реакций; 3) теплоприток с наружным воздухом Q3 при вентиляции помещений; 4) эксплуатационные (прочие) теплопритоки Q4 от различных источников. Сумма всех теплопритоков Q = ΣQi в данный момент времени определяет тепловую нагрузку на холодильное оборудование.

Важнейшей особенностью теплопритоков, накладывающей отпечаток на весь ход расчета, является непостоянство их во времени. Все теплопритоки непрерывно изменяются и в общем случае без достаточной закономерности. Однако теплопритоки Q1 и Q3, обусловленные влиянием наружной окружающей среды, меняются в связи с сезонными и суточными колебаниями температуры и влажности атмосферного воздуха. В свою очередь, величина Q2 зависит от сезонности поступления грузов или от графика нагрузки на аппараты (реакторы). Другая особенность теплопритоков состоит в том, что их максимальные значения по времени, как правило, не совпадают и могут наблюдаться в разное время суток или года.

холодильная установка способна отвести все теплопритоки, если ее мощность будет определена по самому неблагоприятному из всех возможных сочетаний. Для того чтобы выбрать этот случай, необходимо составить годовые графики теплопритоков от всех источников, сложить теплопритоки, соответствующие одному и тому же моменту времени, и отыскать такой период (или момент), которому отвечает наибольшая сумма теплопритоков и который окажется, таким образом, наиболее напряженным периодом для всего холодильного оборудования. Такой период может быть назван расчетным периодом, а максимальная сумма теплопритоков расчетной тепловой нагрузкой, по которой и подбирается или рассчитывается холодильное оборудование. Выбор расчетного периода можно провести и более просто, исходя из следующих соображений. Во-первых, из всех теплопритоков наибольшее численное значение имеют первые два: Q1 и Q2 (а на многих предприятиях химической промышленности все другие теплопритоки очень малы по сравнению с Q2). Поэтому достаточно найти период, которому соответствует максимальная сумма этих двух теплопритоков. Во-вторых, что касается теплопритоков со стороны наружного воздуха (Q1 и Q3), то очевидно, что их максимальное значение совпадает с наиболее жарким временем года в данной местности, Колебания теплопритока Q2 определяются грузооборотом или графиком нагрузки предприятия. В частном случае максимальные значения обоих теплопритоков могут приходиться на один период времени. В этом случае расчетный период совпадает с наиболее жарким временем года, а расчетная нагрузка может быть вычислена путем суммирования максимальных значений теплопритоков: Qрасч = Q1max + Q2max. При несовпадении по времени максимальных значений теплопритоков (рис. 4.1,6) расчетная нагрузка, равная максимальной сумме теплопритоков Qрасч = (Q1 + Q2)max в расчетный период zрасч, окажется меньше суммы максимальных значений теплопритоков Q1 max+ Q2 max

Принятие этой последней суммы за расчетную нагрузку в таком случае привело бы к завышению мощности устанавливаемого холодильного оборудования. Расчетный период будет определяться местоположением максимальной суммарной ординаты на графике,

В устройствах безмашинного охлаждения расходуется охлаждающее вещество, и каждая единица проникающей теплоты вызывает соответствующий расход охлаждающего вещества. Оно в данном случае является аккумулятором энергии. Поэтому целью расчета теплопритоков в этом случае является определение суммарного количества подводимой к охлаждаемому объекту теплоты за определенное время и нахождение количества охлаждающего вещества, которое должно быть запасено, чтобы обеспечить охлаждение объекта в течение этого же периода времени.

Рис. 4.1. Нахождение расчетного периода

При выполнении расчета теплопритоков для нескольких помещений, охлаждаемых одной холодильной машиной (или несколькими параллельно работающими), возникает еще одна осо- бенность теплопритоков, из которой вытекает разница между расчетными нагрузками на камерное (местное) оборудование и оборудование машинного отделения или, как обычно говорят, на. компрессор. Под расчетной нагрузкой на камерное (местное) оборудование понимают величину теплопритоков, определяющую необходимую производительность этого оборудования и его теплопередающую поверхность. Под расчетной нагрузкой на компрессор понимают величину теплопритоков, по которой должна быть определена необходимая холодильная мощность компрессора и другого оборудования машинного отделения. Разумеется, в любой момент времени сумма количеств теплоты, отведенной рабочим телом при посредстве охлаждающих приборов из помещений А и Б (рис. 4.2, а), определяет мощность компрессора 1 в этот момент и тепловой поток к конденсатору 2. Иными словами, не может быть разницы между действительной нагрузкой на камерное (местное) оборудование и компрессор в любой момент времени. Изменение теплопритока к охлаждаемому объекту вызывает изменение количества пара холодильного агента, образующегося в. охлаждающих приборах; суммирование действительных нагрузок на местное холодильное оборудование осуществляется объединением в компрессоре количеств пара, поступивших из охлаждающих приборов отдельных помещений, что и создает действительную нагрузку на компрессор.

Рис. 4.2. Нахождение расчетной нагрузки на компрессор и камерное оборудование

Причиной появления разницы между расчетными нагрузками ил камерное оборудование и компрессор является возможное несовпадение по времени максимальных нагрузок на отдельные охлаждаемые помещения (аппараты). На рис. 4.2, б приведены графики теплопритоков для помещений А и Б (линии QА и QБ). Максимальные теплопритоки в эти помещения по времени не совпадают, им соответствуют моменты времени ZА и ZБ. Сумма теплопритоков для обоих помещений в любой момент времени представляет собой действительную нагрузку на компрессор и на рисунке показана линией QK. Естественно в качестве расчетной нагрузки на оборудование для помещения А выбрать максимальный теплоприток в это помещение QАmax,, а для помещения

Б - QБ max. B качестве же расчетной нагрузки на компрессор следует выбрать максимальную сумму теплопритоков QK РАСЧ = (QА + QБ)max, соответствующую моменту ZK.. Легко видеть, что в этом случае суммарная расчетная нагрузка на оборудование охлаждаемых помещений оказалась больше, чем расчетная нагрузка на компрессор, т. е.

QОБ. РАСЧ = QАmax+ QБ max> QKРАСЧ

Если бы расчетная нагрузка на компрессор была выбрана как сумма расчетных нагрузок на оборудование отдельных помещений (аппаратов), то это также привело бы к завышению необходимой мощности оборудования машинного отделения. Разница между расчетными нагрузками не появилась, если бы максимальные теплопритоки в отдельных помещениях оказались в один и тот же момент времени.

Точный учет всех особенностей теплопритоков при выполнении их расчета, естественно, невозможен. Поэтому приходится встречаться с некоторыми условностями расчета, вызванными необходимостью упрощения трудоемкой работы при определении расчетных нагрузок, а также тем, что расчет ведется в предположении стационарности теплового режима, хотя действительные условия работы холодильных установок отличаются от стационарных.

Билет №39 Теплопритоки Q_1т , возникающие под влиянием разности температур через различные ограждения. Особенности определения теплопритоков Q_1т через полы. Теплопритоки Q_1т, относимые в нагрузку на компрессор и на камерное оборудование.

 

Теплота от окружающей среды проникает внутрь охлаждаемых помещений в результате действия двух процессов: 1) теплопередачи через ограждения вследствие наличия разности температур (tH — tПМ) наружной окружающей среды и воздуха внутри помещения 2) поглощения наружной поверхностью ограждений теплоты солнечной радиации. Поэтому

Q1 = Q1Т + Q1С (4.1)
Секундный теплоприток (Вт), возникающий под влиянием разности температур. Определяется он по выражению
 Q1Т = k × F (tH — tПМ) (4.2)
;где k — коэффициент теплопередачи ограждения; численные значения его определяются по данным гл. 3; F - площадь поверхности ограждения.

Рис. 4.3. Размеры поверхности ограждений на плане здания для расчета теплопритоков

Общий теплоприток Q1Т в данное охлаждаемое помещение является суммой теплопритоков через каждое из ограждений, ограничивающих это помещение. Определение поверхности ограждений производится в соответствии со следующими указаниями:
1) за длину наружных стен угловых помещений принимают размер от наружной поверхности стены до оси внутренней стены (размеры а и б па рис. 4.3); длину "наружной стены неуглового помещения находят по размерам между осями внутренних стен (размер в);

2) за длину внутренних стен (перегородок) принимают размер или от внутренней поверхности наружных стен до оси перпендикулярных внутренних стен (размеры г и д), или между осями внутренних стен (размер в);
;3) длину и ширину пола и потолка определяют как длину внутренних стен (размеры г и д

или в и е);
;4) высоту стен в промежуточном этаже и первом этаже, имеющем пол, расположенный на грунте, считают от уровня пола одного этажа до пола другого, т. е. в размер высоты включается толщина перекрытия над данным помещением; в верхнем этаже - от уровня пола до верха засыпки покрытия; в первом этаже над неохлаждаемым подвалом - от уровня потолка подвала до уровня пола вышележащего этажа.

Если теплота передается через наружные ограждения, то температура tH является расчетной температурой наружного воздуха.

Ее определение представляет значительные трудности даже в том случае, когда расчетный период установлен, например самый жаркий месяц года. Выбор в качестве расчетной температуры среднемесячной температуры приводит к недоучету возможных, довольно значительных колебаний температуры, вследствие чего в жаркие дни появятся теплопритоки, отвести которые с помощью холодильной установки Для достаточно массивных ограждений, какими являются ограждения обычных холодильных сооружений, кратковременные циклические изменения температуры наружного воздуха вызывают колебания теплового потока, существенно затухающие внутри ограждения. В связи с этим за расчетную температуру наружного воздуха принимают среднюю температуру наиболее жаркой пятидневки. При отсутствии этих данных можно пользоваться формулой
 tH =tСРМЕС +0,25×tАМ (4.3)

где tСР МЕС - среднемесячная температура самого жаркого месяца; tА М - температура абсолютного максимума, т. е. наивысшая температура воздуха, наблюдавшаяся в данном районе.

Расчетную температуру, найденную по выражению (4.3), округляют до целого градуса. В качестве расчетной относительной влажности воздуха принимают среднемесячную влажность самого жаркого месяца, измеряемую в 13 ч. Что касается температуры охлаждаемого помещения tПМ, то она задается технологическими условиями.

При расчете теплопритоков приходится вычислять их и из неохлаждаемых и неотапливаемых помещений, температура в которых не фиксирована. Однако температура в таких помещениях самоустанавливается в результате теплоподвода со стороны наружного воздуха и теплоотвода в смежные охлаждаемые помещения и может быть вычислена из теплового баланса.. Так, для определения теплопритоков через стены из неохлаждаемых помещений, имеющих непосредственный выход наружу, за расчетную разность температур принимается 70% от расчетной разности температур для наружных стен.

Рис. 4.4. К определению теплопритока из неохлаждаемых (и неотапливаемых) помещений;

Если неохлаждаемое помещение не имеет непосредственного выхода наружу, то за расчетную разность температур принимается 60% от разности температур для наружных стен (рис. 4.4). Между охлаждаемыми помещениями 1 и 2 расположены два неохлаждаемых вестибюля 3, имеющие выходы наружу, и неохлаждаемая экспедиция 4, непосредственно не соединяющаяся с наружным воздухом. Расчетная температура наружного воздуха tH = 30°. Таким образом, для наружных стен помещения 1 расчетная разность температур tH — tПМ = 50° С,, а для помещения 2 она будет 40° С. При определении теплопритока из вестибюлей 3 в помещение 1 за расчетную разность температур будет принято 0,7 × 50 = 35° С, а в помещении 2 она окажется

0,7 × 40 = 28° С, для теплопритока из экспедиции 4 в помещение 1 расчетная разность температур - 0,6 × 50 = 30° С, а в помещении 2 она равна 0,6 × 40 = 24° С. При определении теплопритока через пол из неохлаждаемого подвала расчетная разность температур принимается в размере 50% от разности температур для наружных стен.

Теплоприток через полы, лежащие на грунте, считают только для помещений с отрицательными температурами. Если пол охлаждаемого помещения лежит на непучинистом грунте, то устройств для обогрева грунта не принимают и грунт под зданием может промерзнуть на некоторую глубину. В этом случае тепловой поток, как из нижних слоев грунта, так и с боковых сторон льдогрунтового массива под зданием будет вызывать только таяние льда, но не пройдет через промороженный грунт. Поэтому причиной теплопритока через полулежащий на грунте, считают проникновение теплоты от слоя грунта, имеющего температуру 0° С (от слоя с нулевой изотермой). Расчетная формула этого метода определения теплопритока через пол, лежащий на грунте, имеет вид
 Q1 ПОЛА = F× tПМ / R0 (4.4)
;где F - площадь пола помещения; tПМ - температура охлаждаемого помещения (ее абсолютное значение); R0 — общее термическое сопротивление передаче теплоты от слоя грунта с температу- рой 0° С воздуху помещения.

Величина R0 включает термические сопротивления теплопроводности грунта R0 = RП + RПМ.
Если пол низкотемпературного помещения, лежащий на грунте, имеет устройство для обогрева, предохраняющее грунт от промерзания, то для любых конструкций пола с обогревом теплоприток через пол определяется по выражению

Q1 ПОЛА = F× kП × (tСР — tПМ) (4.5)
;Где kП - коэффициент теплопередачи конструкции изолированного пола; tСР — средняя температура слоя с нагревательным устройством.

При определении теплопритока QlT возникает разница между расчетными нагрузками на компрессор и камерное оборудование из-за различного отнесения на эти статьи теплопритоков через внутренние ограждения, отделяющие охлаждаемые помещения с разными температурами друг от друга. Для выяснения этой разницы рассмотрен пример расчета теплопритока в помещения 1 и 2 только через общую северную наружную стену (НСС) и через внутреннюю стену (ВС), разделяющую эти помещения (табл. 4.1). Все данные, необходимые для расчета, представлены на рис. 4.5.

Теплопритоки через наружные ограждения одинаково учитываются и на компрессор, и на оборудование. Если же обратить

внимание на теплоприток через внутреннюю стену между помещениями 1 и 2, то можно видеть, что для помещения 1 этот теплоприток отрицателен, так как температура этого помещения выше, чем соседнего — 2, в то время как для помещения 2 этот же теплоприток имеет положительный знак. При сложении теплопритоков отдельных помещений для получения нагрузки на компрессор теплопритоки через внутреннюю стену как одинаковые по численному значению, но имеющие различные знаки, сократятся. Таким образом, нагрузку на компрессор будут составлять только теплопритоки через наружное ограждение (НСС).

Что касается нагрузки на камерное оборудование, то для ее определения исходят из следующих соображений. В рассматриваемый момент времени работа оборудования помещения 2 с более низкой температурой как бы помогает оборудованию помещения 1 с более высокой температурой, поскольку в низкотемпературную камеру отводится часть теплопритоков (—70 Вт); однако могут быть периоды, когда в помещении 2 не будет поддерживаться столь низкая температура, и тогда ее оборудование не будет помогать работе оборудования помещения 1. Такие периоды будут более тяжелыми для оборудования помещения 1. Поэтому отрицательные теплопритоки не включают в нагрузку на оборудование, что и сделано в табл. 4.1. В период же работы помещения 2 с повышенной температурой нагрузка на компрессор будет, наоборот, понижена.

В связи с этим при выполнении расчета теплопритоков нагрузку на компрессор следует считать по теплопритокам через наружные ограждения и через ограждения неохлаждаемых помещений, причем этот расчет может вестись не по отдельным помещениям, а по отсекам с помещениями одинаковых температур, что упрощает ведение расчета. В нагрузку на оборудование данного помещения кроме этих теплопритоков включают положительные теплопритоки через внутренние

Рис. 4.5. К примеру, расчета теплопритоков через внутренние ограждения

 

 

ограждения из смежных охлаждаемых помещений. Такой расчет нагрузки на компрессор, однако, условен, так как он оказывается справедливым только в случаях, когда для охлаждения смежных помещений предусмотрен один компрессор или когда для этой цели предусмотрена группа ком- прессоров, работающих на одной температуре кипения. Если же для охлаждения каждого из смежных помещений имеются самостоятельные компрессоры, работающие на разных температурах кипения, то теплопритоки через внутренние ограждения войдут в нагрузку каждый на свою температуру кипения, а потому должны быть учтены.

Некоторые охлаждаемые помещения предприятий (обычно из числа имеющих температуру 0° С и выше) нуждаются в отоплении для поддержания заданных условий в зимнее время. Для таких помещений производят определение теплопотерь, которые могут быть в зимнее время, что позволяет установить необходимую производительность отопительных приборов для каждого из помещений. Метод расчета теплопотерь аналогичен методу определения теплопритоков. В качестве расчетной температуры наружного воздуха принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки.

Билет № 40 Теплопритоки от солнечной радиации Q_с. Причины его появления. Напряжение солнечной радиации. Особенности отнесения теплопритоков Q_с в нагрузку на компрессор и на камерное оборудование.

 

Количественный учет полной радиации, включающей прямое и рассеянное излучение, ведется при помощи величины, называемой напряжением солнечной радиации J, под которым понимают секундное количество теплоты (Вт), приходящееся на 1 м2 поверхности. Напряжение солнечной радиации зависит от географического положения пункта, от ориентации поверхности по отношению к странам света и от угла наклона поверхности. Видимый эффект солнечного излучений на поверхность ограждения выражается в повышении температуры tH1 поверхности, облучаемой солнцем, до температуры более высокой, чем темпера тура наружного воздуха tH. Существенна окраска поверхностей ограждений охлаждаемых помещений в светлые тона для уменьшения количества теплоты, поглощаемой наружными ограждениями. Так как поверхность, нагретая солнцем, имеет температуру выше температуры наружного воздуха, то часть q0 теплоты, полученной единицей поверхности, будет передаваться окружающему воздуху q0 =αН ×(tH1 -tH)

От поверхности внутрь ограждения направится тепловой поток JА — q0. В условиях стационарного процесса этот поток проникал бы и внутрь охлаждаемого помещения. Так как в действительности тепловой поток радиационной теплоты не может быть стационарным, то часть теплоты будет оставаться в ограждении, затрачиваясь на нагревание элементов ограждения. Для учета доли теплового потока, которая, в действительном процессе проходит через ограждение, вводится коэффициент проницания р, равный 0,75—1,0. Тогда следует считать, что через ограждение проходит поток плотностью qР = р × (JА - q0) или qР = р ×[JА - αН × (tH1 - tH)]. При р = 1 qР = Ja - αН × (tH1 - tH). Для стационарного процесса в однородном ограждении можно написать такие уравнения плотности теплового потока:

qР = (λ/β) × (tH1 – tПМ1) qР = αПМ × (tПМ1 – tПМ)

Если в трех последних выражениях плотности теплового потока оставить справа только разности температур, а все остальные члены перенести влево и затем сложить эти уравнения, то после преобразования получим:
 qp = k × (JА /αН + (tH – tПМ)). (4.6)

qp = k × (JА /αН) + k × (tH – tПМ). (4.6а)

Второе слагаемое выражения (4.6а) представляет собой плотность теплового потока, проходящего через ограждение под действием разности температур, т. е. qlT. Следовательно, найденный поток радиационной теплоты включает в себя два тепловых потока:
qp =q1С +q1Т первый из которых является результатом превышения температуры поверхности ограждения над температурой наружного воздуха и потому может быть назван избыточным потоком, вызванным действием солнечной радиации, избыточным над потоком q1Т который уже учтен при расчете QlT.

Поскольку плотность теплового потока q = k ×t и плотность потока q1С можно представить в таком же виде, обозначив JА /αН =tС и назвав эту величину избыточной разностью температур, обусловленной действием солнечной радиации. Тогда
 q1С = k ×tС (4.7)

пли с учетом коэффициента проницания

q1С = p × k ×tС
Так как коэффициент проницания часто принимают равным 0,75, а коэффициент теплопередачи

со стороны наружного воздуха, αН = 23,3 Вт/(м2К), то выражение дляtС (К) можно представить в виде

tÑ = 0,75 × (JА/23,3) (4.8)
;Искомое секундное количество теплоты солнечной радиации QlС (Вт), проникающее через ограждение с площадью поверхности F,

QlС = k × F ×tС (4.9)
;Вышеприведенный метод нельзя применить для определения теплопритока от солнечной радиации через чердачные покрытия. В этом случае пользуются следующими значениями

избыточной разности температур

Необходимо выяснить также, через какие поверхности здания следует учитывать теплоприток от солнечной радиации, имея в виду, что в течение дня все стороны здания, кроме северной, после- довательно подвергаются действию солнечного излучения. Так как облучение различных сторон здания происходит в разное время дня, то естественно, что в расчет нельзя принимать теплопритоки через все облучаемые поверхности. Если здание имеет несколько охлаждаемых помещении, то в расчет нагрузки на компрессор принимают теплоприток через покрытие и теплоприток через ту наружную стену, через которую проникает наибольшее количество теплоты во все помещения в один и тот же момент времени. Таковой является стена, которой соответствует наибольшее произведение площади поверхности на расчетное напряжение солнечной радиации. В расчет нагрузки на камерное оборудование следует принимать теплоприток через ту стену, через которую от солнечной радиации проникает наибольшее количество теплоты для данного помещения, и, конечно, через покрытие, если речь идет о расчете помещения, находящегося непосредственно под покрытием. Для пояснения этого положения приведен пример определения теплопритока от солнечной радиации в здание, план которого показан на рис. 4.7. Так как южная стена здания имеет площадь поверхности значительно большую, чем поверхности других облу- чаемых стен, то, хотя напряжение солнечной радиации для южной стены меньше, чем для восточной и западной стен, произведение J × F для нее наибольшее, а потому и теплоприток от солнечной радиации через южную стену окажется наибольшим для всего здания и его следует отнести на компрессор; для помещения 1 наибольшим окажется теплоприток через западную стену, а потому его необходимо отнести на камерное оборудование этого помещения. Аналогичное положение для помещения 3, где наибольшим является теплоприток через восточную стену. В помещении 2 теплопритоки от солнечной радиации на компрессор и камерное оборудование совпадают по численному значению, так как здесь солнцем облучается только южная стена.

Рис. 4.7. К примеру, определения теплопритоков от солнечного излучения

Дополнительная разница между расчетной нагрузкой на компрессор и камерное оборудование
возникает в том случае, если максимальные теплопритоки при термической обработке Q2 не совпадают с самым теплым временем года (рис. 4.1, б). На некоторых предприятиях максимальное поступление грузов на термическую обработку может быть в весеннее или осеннее время, т. е. тогда, когда температура наружного воздуха заметно ниже, чем в самый жаркий период года. Соответственно меньшей разности температур по обе стороны ограждения следует уменьшить нагрузку на компрессор, вычисленную для самого тёплого периода. Теплоприток на камерное оборудование должен быть оставлен без изменений, так как для любого отдельного помещения возможно совпадение времени максимальной нагрузки от термической обработки продуктов с наиболее жарким временем года.

Билет № 41 Теплопритоки Q₂ от продуктов или грузов при их холодильной обработки и хранении. Распределение нагрузки от Q₂ на комрессор и на камерное оборудование.

 

На холодильных установках производятся такие виды термической обработки продуктов (грузов), которые сопровождаются отводом теплоты от обрабатываемых продуктов: охлаждение, замораживание и домораживание. Охлаждению тел всегда сопутствует понижение их температуры, которое для тел, не содержащих жидкой фазы, может быть осуществлено до желаемой низкой температуры, определяемой потребностями технологического процесса; для тел, содержащих жидкую фазу, охлаждение переходит в замораживание при достижении температуры начала фазового превращения жидкости в твердое состояние. Процесс замораживания может осуществляться только в телах, содержащих жидкую фазу, так как основным содержанием этого процесса является превращение жидкой фазы в твердое состояние. Процесс домораживания заключается в увеличении количества вымороженной влаги в продукте.

В общем, виде количество теплоты, которое отводится от 1 кг тела при его термической обработке, может измеряться изменением теплосодержания (энтальпии) тела (кДж/кг) до обработки и после нее, поскольку эти процессы теплообмена идут при постоянном давлении

q2 = i1 – i2 (4.10)

Общий секундный теплоприток (Вт) от обрабатываемых грузов, общие тепловыделения при химических реакциях составят при максимальном суточном поступлении грузов или максимальной суточной производительности устройств для термической обработки G1 (кг/сут)

Q2 = G1 (i1 – i2) 103/(3600×24). 1 (4.11) Если задана не суточная, а часовая производительность G (кг/ч),то выражение теплопритокаQ2 от обрабатываемых грузов Q2 = G1 (i1 – i2) /3,6

Выражение (4.11) дает среднее за сутки значение теплопритока в секунду и оно справедливо для технологических устройств непрерывного действия; для устройств (аппаратов) периодического действия теплоприток следует определять только для времени действительного потребления холода. В этом случае среднее значение секундного теплопритока от обрабатываемых тел должно определяться по выражению

Q2 = G1 (i1 – i2) × (τЦ/τРБ)/(3,6 × 24) (4.11а)
;где τЦ - продолжительность цикла технологической обработки продукта, включающая и время на совершение вспомогательных операций; τРБ - продолжительность рабочего периода, во время которого потребляется холод.

Для отдельных процессов количество отводимой теплоты может быть определено следующим образом.

1. При охлаждении тела

Q2 = G1 × С1 (t1 – t2)/(3,6-24), (4.12)
;где С1 - теплоемкость охлаждаемого тела; t1 и t2 - температура тела соответственно до и после охлаждения.

При термической обработке продуктов, подлежащих последующему хранению при низких температурах, температуру обрабатываемых продуктов t2 целесообразно понижать до температуры tПМ при которой эти продукты будут в дальнейшем храниться с тем, чтобы не нарушать технологические условия в помещениях для хранения обрабатываемых продуктов.

2. При определении количества теплоты, отводимой при замораживании тел, процесс условно разбивается на три стадии: охлаждение тела от начальной температуры t1 до температуры t НЗ начала замерзания жидкого раствора; отвердевание раствора, происходящее при постоянной температуре t НЗ; охлаждение уже замороженного тела от температуры начала замерзания жидкой фазы до средней конечной температуры процесса t2. Таким образом,

Q2 =G1×(С1(t1 –tНЗ)+335×ω×w+С2(tНЗ -t2))/(3,6×24) (4.13) где w — относительное содержание влаги в продукте; ω— относительное количество замороженной влаги в продукте при температуре конца процесса t2; С2— теплоемкость замороженного продукта.

3. При домораживании тел

Q2 =G1×(335×w×(ω2 -ω1)+С2(t1 -t2))/(3,6×24) (4.14)
;где ω1— относительное количество замороженной влаги, соответствующее температуре t1 при которой продукт поступил на домораживание; ω2 — то же при средней конечной температуре после домораживания.

Если процессы термической обработки производятся в устройствах периодического действия, то в выражения (4.12)—(4.14) должна быть внесена поправка в соответствии с (4.11а).

Все количество теплоты Q2 представляет собой нагрузку на компрессор, поскольку G1 является действит