Теплоприток от окружающей среды

 

Теплоприток от окружающей среды в общем случае включает теплопритоки:

от солнечного теплового излучения:

с=0,5×Fн×Δtс×τс/24; [4]

 

от ограждений

ог=k × Fср ×(tн-tк);          [1]

 

где

Fн - площадь поверхности ограждения, м2;

tн-температура воздуха с наружной стороны ограждения, м2;

tк-температура воздуха в контейнере, м2;

Δtс-избыточная разность температур, вызванная солнечным тепловым излучением, ºС;

τс - время солнечного теплового излучения в сутки,

τс = 8 ч/сутки; [2]

Fср - средняя площадь поверхности ограждений по размерам между осями внутренних стен,

ср=√(Fнар × Fвн);

нар - площадь поверхности наружных стен,

Fнар=2 ×Ан ×Lк+2×Bн× Lк +2× Ан × Bн,

нар=2 ×2,438 ×11,772+2×2,895×11,772+2×2,438 ×2,895=139,68 м²;вн - площадь поверхности внутренних стен,

вн=2 ×Авн ×Lвн+2×Bвн× Lк +2× Авн × Bвн,

вн=2 ×2,235 ×11,569+2 ×2,692×11,569+2×2,692 ×2,235=126,03 м²;ср=√(144,16×133,77)=132,68 м²;

Теплоприток от солнечной радиации считаем для крыши и одной боковой стенки:

Для крыши:

Fкр=2,438×11,772=28,7м2;

∆tС=14,9 °C;  [2]С=0,5×28,7×14,9 ×8/24=71,27 Вт

Для стенки:

Fст=2,895×11,772=34,07 м2;

∆tС=6,0 °C;    [2]С=0,5×34,07×6 ×8/24=34,3 Вт

QС=71,27+34,07=105,34 Втог=0,397 ×132,68 ×(30+20)=2633,7 Вт

 

Теплоприток вследствие инфильтрации воздуха

 

Qин=n ×Vк ×(hнв-hкв) ×ρв/3,6,

 

где

n -коэффициент, учитывающий кратность замены воздуха в кузове за 1 час, n=0,8;

hнв, hкв-энтальпии наружного и внутреннего воздуха, кДж/кг;

ρв-плотность воздуха, кг/м3;

Vк-внутренний объем контейнера, Vкуз=2,235 ×2,692 ×11,569=69,6 м³;

ρв=1,14кг/ м³;          [6]

hн= 77 кДж/кг;        [5]

hк= -19 кДж/кг;       [5]

φкамеры= 90 %;      [3]

φснаружи= 37 %;             [2]ин=0,8×69,6×(77+19) ×1,14/3,6=1692 Вт

 

Теплоприток при открывании дверей

 

Qдв=gдв×(tн-tк)×τдв/(60 × τср),

 

Так как перевозки не внутригородские и разгрузочные работы на протяжении пути не происходят, теплоприток при открывании дверей не учитываем.

Qдв=0

 

Суммарный наружный теплоприток

 

Увеличиваем наружный теплоприток на 10%

 

Qн=1,1(Qог+Qс+Qи+Qдв);

 

Qн=1,1(2,63+0,1+1,69+0)=4,86 кВт.

 

Тепло, аккумулируемое пищевыми продуктами

ап=MПР×(h1-h2)/(24×3600), [2]

 

где

h1 - энтальпия говядины при t= -20 °C, h1=0 кДж/кг;  [2]

h2 - энтальпия говядины при t= -18 °C, h2=3 кДж/кг;  [2]

Qап=14256×(3-0)/(24×3600)=0,49 кВт.

 

Тепло, аккумулируемое теплоизоляцией и каркасом контейнера

 

Qак=ΣM×с×(t1-t2)/(24×3600);   [2]

М=V×ρ,

 

где

M - масса материала;

V - объем материала;

с - теплоемкость материала;

t1 - температура кузова в момент погрузки;

t2 - температура охлажденного кузова;

Для полиуретана:

п.у=Vнар-Vвн=12,192×2,438×2,895-11,569×2,235×2,692=11м2;

 

где

Vнар - наружный объем контейнера;

Vвн - внутренний объем контейнера;

ρп.у=40 кг/м3; [3]

Сп.у=0,026 кДж/(кг×К).   [3]

Для стали:

Vст=11,569×2,235×0,001×2+11,569×2,692×0,0005×2+2,235×2,692×0,0005×2=0,067м2;

где

Vнар - наружный объем контейнера;

Vвн - внутренний объем контейнера;

ρст=7740 кг/м3; [3]

Сст= 445 кДж/(кг×К). [3]

Qак=(0,067×7740×445+11×40×0,026)×(-10+18)/(24×3600)= 21360 Вт

Количество теплоты, аккумулируемое теплоизоляцией и каркасом контейнера, имеет более высокое значение по сравнению с суммой основных теплопритоков. Учет этого теплопритока нецелесообразен при подборе холодильно-нагревательного агрегата из-за значительного возрастания затрат. Для снижения этого теплопритока перед загрузкой контейнер необходимо вывести на требуемый режим.

Qак=0

 

Общий теплоприток

общ=Nвент+Qн+Qап+Qак;

 

Так как теплоприток от вентиляторов воздухоохладителя нам не известен, предварительно принимаем: Nвент=300Вт.

Qобщ=0,3+4,86+0,49+0=5,65 кВт

 

Теплопотери через ограждения при обогреве

ог=k × Fср ×(tк-tн);

Qог=0,397×132,68 ×(12+20)=1804,2 Вт;

Теплопотери вследствие инфильтрации воздуха

ин=n×Vк×(hн-hк)×ρв/3,6,

 

где

ρв=1,14кг/ м³, [6]

hн= -19 кДж/кг, [5]

hк= 33 кДж/кг, [5]

φкамеры=90 %, [3]

φснаружи=37%, [2]ин=0,8×69,6×(-19+33) ×1,14/3,6=246,85 Вт

 

Суммарные наружные теплопотери

 

Увеличиваем наружные теплопотери на 10%

 

Qн=1,1(Qог+Qс+Qи+Qдв);

 

Qн=1,1(1,8+0+0,246+0)=2,25 кВт;

 

Общие теплопотери

общ.н =Qн-Nвен=2,25-0,3=1,95 кВт

 

4. Подбор холодильно-нагревательного оборудования

 

По общему теплопритоку определяем расчетную холодопроизводительность:

 

 

где,

a - коофициент учитывающий потери во всасывающем трубопроводе, a= 1,05 [2];

b - кооффициент рабочего времени, b=0,92 [2].

Для данного контейнера, по расчетной холодопроизводительности подбираем контейнерный агрегат Thermo King MAGNUM (Приложение 1).

Высота - 2235 мм,

Ширина - 2026 мм,

Глубина - 420 мм,

Вес - 420 кг

Комрессор: "Exclusive Copeland® Digital ScrollTM compressor with Digital Valave for capacity modulation"

Рабочий хладогент -R-404A.

Конденсатор: воздушный, оребренный, с осевым вентилятором (380/460 В, 50/60 Гц).

Воздухоохладитель: с осевыми вентиляторами (380/460 В, 50/60 Гц)= 6,916 кВт (при температуре охлаждаемого помещения -20ºС);эл= 5,88 кВт, (380/460 В, 50/60 Гц)A.

Управление осуществляется с помощью микропроцессора МР-300, программируемый с помощью клавиатуры, информация выводится на LCD дисплей.

Вывод

 

Дальнейшее совершенствование холодильных контейнеров связано: с повышением точности поддержания температуры и влажности воздуха путем улучшения воздухораспределения и повышения кратности воздухообмена; с увеличением надежности компрессоров (путем применения более надежного вида компрессоров), автоматики (путем упрощения схемы), Теплообменных аппаратов (путем внедрения более коррозионностойких материалов); с уменьшением воздействия на окружающую среду путем снижения уровня шума; с развитием микропроцессорных систем контроля, регулирования и диагностирования, способных работать автономно с записью режима работы.

Список литературы

 

1. Курылев Е.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д.. Холодильные установки. - СПб: Политехника, 1999.- 576 с.

. Бараненко А.В., Калюнов В.С., Румянцев Ю.Д.. Практикум по холодильным установкам. - СПб: Профессия,

.- 272 с.

. Алексеев П.А., Волосов Г.Д.. Холодильная техника 3т. - Ленинград: Госторгиздат, 1962.- 480 с.

. Малые холодильные установки и холодильный транспорт. Справочник / под ред. А.В. Быкова. - М.: Пищевая промышленность, 1978. - 217 с.

. I-d диаграмма состояния влажного воздуха.

. Богданов С.Н., Бурцев С.И., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Кондиционирование воздуха. Свойства веществ. -СПб: СПбГАХПТ, 1999.- 320с.