Расчет системы хладоснабжения для объекта молочной промышленности. Г. Санкт-Петербург

4.2 Определение грузовой площади камер F_гр (м²)

где — грузовая высота или высота штабеля, м.

Высота штабеля определяется строительной высотой камер холодильника до выступающих частей покрытий или  перекрытий с учетом отступов от балок, потолочных приборов охлаждения или воздуховодов, а также с учетом способов укладки груза.

Минимальные отступы от безбалочных перекрытий, балок, потолочных батарей 0,2 м, от воздушных каналов — 0,3 м.

Высоту штабеля в одноэтажных  холодильниках со строительной высотой  6 м согласно СНиП II-105—74 следует принимать равной 5 м. Высота штабеля 1,91 м.

 

       Расчет  площади камеры хранения охлажденной сметаны F_гр1

  ;                                                        (4.3) 

4.3 Определение строительной площади камер хранения

,                                                                           

где - коэффициент использования строительной площади камеры, учитывающий проходы и проезды, отступы от стен, колонн, оборудования, расстояния между штабелями и площадь, занимаемую колоннами и оборудованием.

Значения   коэффициента   использования   строительной   площади   приведены ниже в таблице.

Таблица 4.1

Fгр, (м2)	βF
До100	0,7 – 0,75
От 100 до 400	0,75 – 0,8
Более 400	0,8 – 0,85

             

                                                 (4.4)

Легко установить, что проектирование большого числа камер небольшой  площади приводит к значительному уменьшению емкости холодильника из-за нерационального использования площади.

 

4.4 Определение площади производственных помещений

Площадь вспомогательных  помещений:

=0,35*37,67=13,82 м²                

Fохл=Fвв

 

4.5 Определение площади машинного отделения и служебного помещения

F_м.о  = 0.1*Fохл=5,149 м² 

Fсл=0.2*Fохл=10,35 м² 

 

4.6 Определение числа строительных прямоугольников

,                 (4.5)

где f - строительная площадь одного  прямоугольника,   определяемая   выбранной сеткой колонн, м².

Выбираем сетку колон 3х6 м, т.е. строительная площадь f = 18 м².

Следовательно, число строительных прямоугольников камер хранения:   

                                                                         

  Принимаем камеру  размером 4 строительных прямоугольника (12 × 6 м).

  Действительная емкость  камеры

E_Д = E n_Д / f  ,                 (4.6)

где n_Д — принятое число строительных прямоугольников,

 

E_Д = 35,25*4/2,1=67,14 т.

 

5. Выбор планировки

 

5.1 Требования к планировке

Под планировкой понимают размещение всех производственных и  вспомогательных помещений холодильника с учетом их назначения, количества и размеров.

Чтобы обеспечить наиболее рациональную планировку, рекомендуется  придерживаться следующих правил:

1. Принятая планировка должна соответствовать принятой схеме технологического процесса, т. е. обеспечивать точное и последовательное выполнение всех технологических операций. Желательное направление движения груза – в одну сторону без встречных и пересекающихся потоков. Двери камер должны выходить в коридор. Исключение составляют камеры замораживания и охлаждения, вход в которые может быть через помещения для загрузки, а также камеры хранения продуктов, подвергающихся товарной обработке как при поступлении, так и при выдаче через эти помещения. Не исключается применение бескоридорных планировок, если есть возможность обеспечить последовательное перемещение груза по технологической цепочке без возврата. Последнее решение обычно возможно на холодильниках мясокомбинатов и рыбообрабатывающих   предприятий.
2. Планировка должна способствовать уменьшению первоначальных затрат на строительство холодильника. Это достигается широким применением типовых строительных элементов и конструкций, использованием местных  строительных материалов, сокращением площади, занимаемой вспомогательными помещениями. Однако при сокращении вспомогательных помещений нельзя забывать об удобствах обслуживания, т. е. производить сокращение в ущерб эксплуатации. В этом плане  правильным  примером  сокращения  вспомогательных  помещений  будет применение бескоридорных планировок на некоторых производственных холодильниках, а также на ряде распределительных холодильников и фрукто- и овощехранилищ с непосредственным выходом из камер на платформы.
3. Планировка должна обеспечивать дешевую и удобную эксплуатацию холодильника. Прежде всего должны быть правильно выбраны размеры холодильника, обеспечивающие свободу и широту маневра погрузочно-разгрузочных и транспортных средств.

  Ширину здания многоэтажного холодильника, как правило, принимают не более 40 м (что связано не с эксплуатацией, а с возможностью монтажа, обеспечением его удобств, но приводит к созданию платформ большой длины).

  Ширина одноэтажных холодильников при центральном расположении коридора определяется модулем, равным 12 м, соответствующим длине наиболее распространенного пролета. Ширину одноэтажных холодильников принимают равной 12, 24, 36, 48, 60 и 72 м.

  Для уменьшения теплопритоков в камеры их группируют в блоки с примерно одинаковым температурным режимом.

4. Планировка должна соответствовать принятой системе охлаждения. Это особенно важно учесть при проектировании одноэтажных холодильников, так как не всегда удается обеспечить слив хладагента из приборов охлаждения, что приводит к необходимости перехода на  более емкие схемы с нижней подачей холодильного агента. При составлении планировки должны быть предусмотрены места для монтажа оборудования, камерных распределительных коллекторов и т.п.
5. Планировка должна соответствовать требованиям правил техники безопасности   и  пожарной  безопасности.
6. Планировка должна предусматривать возможность расширения холодильника. Для этого оставляют свободной одну торцевую стену.

Следует иметь в виду, что составление планировки является наиболее трудным и ответственным  процессом проектирования, от которого в дальнейшем зависит экономическая эффективность действующего предприятия.

 

6. Строительно-изоляционные конструкции холодильников

 

 Строительные конструкции холодильника должны быть прочными, устойчивыми к воздействию нагрузок, долговечными, огнестойкими, морозостойкими, экономичными.

В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяет железобетон. Включение в конструкции ограждений холодильника тепловой изоляции и пароизоляционного  слоя, которые должны быть непрерывными, определяет необходимость построения зданий из двух частей: несущего каркаса  и самонесущих стен.

 

6.1 Фундаменты и колонны

Фундаменты воспринимают всю нагрузку от строительных конструкций, груза и оборудования и передают ее на грунт. Поэтому он и должны быть прочными, долговечными, устойчивыми  на опрокидывание и скольжение в  плоскости подошвы. При строительстве  холодильников применяют ленточные, отдельно стоящие и сплошные плотные  фундаменты.

Ленточный фундамент представляет собой прямоугольник, располагающийся  непрерывно под всем периметром стен. Нагрузка от стен может передаваться на ленточные фундаменты и на фундаментные балки, опирающиеся на фундаменты колонн. Под колонны закладываются отдельно стоящие ступенчатые или пирамидальные  фундаменты из железобетона. В фундаментах  предусматриваются гнезда – стаканы  для установки сборных колонн. Под средние колонны принимаются  фундаменты квадратного сечения, а  под пристенные - прямоугольного.

На одноэтажных холодильниках  применяются колонны квадратного  сечения 400×400 мм.

 

6.2 Стены и перегородки

Наружные стены здания холодильника выполняются из обыкновенного  полнотелого глиняного кирпича  пластического прессования. Поскольку  наружные стены холодильников самонесущие, толщина кирпичной кладки составляет 380 мм (полтора кирпича). Для устойчивости стены крепятся к колоннам с помощью анкеров в средней части колонны и вверху.

Внутренние стены холодильника, отделяющие охлаждаемые помещения  от коридоров, тамбуров, вестибюлей, выполняются  из тех же материалов, что и наружные.

             Перегородки между камерами состоят  из кирпича толщиной 120 мм (полкирпича).

 

6.3 Покрытия холодильников

Для холодильников характерны бесчердачные покрытия, которые должны быть прочными, долговечными и экономичными, а кровли - водонепроницаемыми и атмосферостойкими.

В одноэтажных холодильниках  покрытия балочные. На колонны укладываются балки, по которым настилают плиты  покрытия.

Кровли защищаются от механических повреждений и снижения влияния  солнечной радиации слоем битумной мастики толщиной 5 мм, в который втапливают окатанный гравий светлых тонов с зерном размером 5-15 мм. После остывания поверхность кровли окрашивается атмосфероустойчивой краской светлого тона.

Рис.1 Конструкция   наружной стены и покрытия    холодильника:

а — наружная стена: 1 — штукатурка цементная; 2 —кладка кирпичная; 3 — пароизоляция; 4 — теплоизоляция; 5 — отделочный слой; б — покрытие: 1 — кровельный рулонный ковер (он же пароизоляция); 2 — бетонная стяжка; 3 — засыпная теплоизоляция; 4 — плитная теплоизоляция; 5 — железобетонная плита покрытия.

 

 

6.4 Полы

Пол состоит из основания  и покрытия (чистый пол). Основаниями  могут служить несущие конструкции  перекрытий и подготовки, укладываемые поверх более слабых материалов, например изоляции. Полы должны иметь необходимую  прочность, обеспечивающую длительную работоспособность при механических воздействиях, жесткость, должны быть безопасными для передвижения людей  и транспортных средств, бесшумными, гигиеничными.

В качестве покрытия полов  охлаждаемых помещений холодильников  применяются бетонные или мозаичные  плиты. Такие полы в наибольшей степени  удовлетворяют предъявляемым требованиям.

Основание под мозаичный  пол делают из бетона марки не ниже М-200, раствор для укладки плит Л1-200 - М-300, сами плиты из бетона марки  М-300 - М-400. Размер плит 500×500×40 мм. Плиты  армированы. На участках интенсивного движения транспортных средств допускается  применение металлических плит (на платформах, в коридорах, вестибюлях).

Конструкция пола камер с  низкими температурами имеет  слой тепловой изоляции. Для защиты от проникновения грунтовых вод  имеется слой гидроизоляции по бетонной стяжке.

Важной частью конструкции  пола, лежащего на грунте, является обогревающее устройство, необходимое для исключения вспучивания грунта при замерзании грунтовых вод.

 

6.5 Двери. Воздушные завесы.

Для беспрепятственной загрузки и выгрузки камер, свободного перемещения  транспортных средств, в стенах должны быть устроены проемы соответствующих  размеров, закрываемые дверьми. Двери должны легко открываться и закрываться, обеспечивать плотное прилегание к коробке по всему периметру для уменьшения потерь холода.

Двери имеют изоляцию толщиной 150 мм из пенопласта. Защитой дверей от механических повреждений служит металлическая обшивка, которая одновременно является пароизоляцией. Для низкотемпературных камер предусматривается обогрев поверхностей контакта изоляционных дверей с дверными коробками по всему периметру. Для дверей с механическим приводом обогрев обязателен.

Для уменьшения притоков тепла  в камеры у дверных проемов, выходящих  непосредственно на платформы, предусматривается  устройство воздушных завес, тамбуров или штор.

 

6.6 Определение толщины изоляционного слоя

Сопротивление теплопередаче  ограждающих конструкций определяется по формуле:

,                                                      (6.1)

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, ; - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций, ;R - термическое сопротивление ограждающей конструкции, .

Термическое сопротивление  определяется:

а) для однородной ограждающей  конструкции

,                                                                 (6.2)

где - толщина слоя, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности  материала слоя, ,

б) для многослойной ограждающей  конструкции

,                                 (6.3)

где R — термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, ;

Rв.п. — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки.

 

6.7 Конструкция наружных стен:

Конструкция наружных стен холодильника типовая: кирпичная кладка в полтора кирпича (380 мм), покрытая с двух сторон цементной штукатуркой (по 20 мм). Пароизоляционный слой состоит из двух слоев битумной мастики и одного слоя гидроизола (общая толщина 4 мм). В качестве теплоизоляции применены плиты из пенопласта полистирольного по ГОСТ 15588 – 70. Отделочный слой – штукатурка цементно-известковая по сетке толщиной 20 мм.