Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Расчёт теплопритоков -- первый и определяющий этап проектирования холодильной камеры. От точности расчёта зависит выбор холодильного оборудования: компрессора, испарителя (воздухоохладителя), конденсатора. Суммарная тепловая нагрузка складывается из четырёх (иногда пяти) составляющих: Q1 -- через ограждения, Q2 -- от продуктов, Q3 -- от вентиляции, Q4 -- эксплуатационные. Для камер хранения фруктов и овощей добавляется Q5 -- от биологического дыхания продуктов.
Суммарная тепловая нагрузка на холодильное оборудование камеры:
Расчёт ведётся для наиболее неблагоприятных условий: максимальная температура наружного воздуха (расчётная летняя), максимальное суточное поступление продуктов, солнечная радиация с наиболее облучаемой стороны.
Исходные данные для расчёта: план и разрез холодильника с указанием размеров камер; ориентация по сторонам света; коэффициенты теплопередачи ограждений; расчётные температуры наружного воздуха, смежных помещений и камер; температура грунта; температура и количество поступающих грузов.
Теплоприток через ограждения складывается из двух составляющих: теплопередачи вследствие разности температур Q1Т и солнечной радиации Q1С.
Расчёт ведётся отдельно для каждого ограждения (наружные стены, внутренние перегородки, пол, покрытие), так как они имеют различные коэффициенты теплопередачи и различные температуры с наружной стороны.
Теплоприток от продуктов при их холодильной обработке (охлаждении, замораживании, домораживании) определяется через разность энтальпий:
Значения удельных энтальпий продуктов при различных температурах приводятся в справочниках (Справочник по холодильной технике под ред. Курылёва, Румянцева, Головкина).
Если продукт поступает в таре, дополнительно учитывают теплоту от охлаждения тары:
Теплоприток от вентиляции учитывается только для камер хранения фруктов, овощей и некоторых других продуктов, требующих воздухообмена. Для камер хранения мяса, рыбы и молочных продуктов Q3 = 0.
Расход вентиляционного воздуха определяется из условия обеспечения кратности воздухообмена (обычно до 3--4 объёмов камеры в сутки):
Эксплуатационные теплопритоки складываются из нескольких составляющих:
Число людей принимается: для камер площадью до 200 м2 -- 2--3 человека; свыше 200 м2 -- 3--4 человека.
Тепловая нагрузка на камерное холодильное оборудование (воздухоохладитель или батареи):
Тепловая нагрузка на компрессор (с учётом неодновременности теплопритоков):
Эксплуатационные теплопритоки Q4 принимаются в размере 50--75 % от расчётной величины, так как все составляющие Q4 не действуют одновременно.
Требуемая холодопроизводительность компрессора с запасом на неучтённые теплопритоки:
Камера: хранение замороженного мяса в блоках.
Температура в камере: tв = -18 °С.
Размеры (внутренние): 10 × 5 × 4 м (длина × ширина × высота). Объём V = 200 м3, площадь пола Fпол = 50 м2.
Расчётная температура наружного воздуха: tн = +32 °С.
Одна наружная стена (южная, 5 × 4 = 20 м2); остальные стены -- смежные с неохлаждаемыми помещениями (t = +20 °С); пол на грунте (tгр = +5 °С); покрытие -- плоская кровля.
Ограждения: сэндвич-панели из ППУ, δ = 120 мм, k = 0,22 Вт/(м2·К). Пол утеплён XPS δ = 100 мм, k = 0,30 Вт/(м2·К).
Суточное поступление продукта: M = 5 000 кг/сут (замороженное мясо, поступает при -10 °С, хранение при -18 °С).
Наружная стена (южная): Q = 0,22 × 20 × (32 - (-18)) = 0,22 × 20 × 50 = 220 Вт
Солнечная радиация (южная стена): Q = 0,22 × 20 × 8,7 = 38 Вт (Δtс = 8,7 °С для южной стены, средняя полоса)
Внутренние стены (общая площадь: 2×10×4 + 1×5×4 = 100 м2): Q = 0,22 × 100 × (20 - (-18)) = 0,22 × 100 × 38 = 836 Вт
Покрытие (кровля): Q = 0,22 × 50 × (32 - (-18)) + 0,22 × 50 × 14,9 = 550 + 164 = 714 Вт (Δtс = 14,9 °С, светлая кровля)
Пол: Q = 0,30 × 50 × (5 - (-18)) = 0,30 × 50 × 23 = 345 Вт
Итого Q1 = 220 + 38 + 836 + 714 + 345 = 2 153 Вт
Мясо замороженное: i при -10 °С = 11,5 кДж/кг; i при -18 °С = 2,0 кДж/кг (по справочнику Головкина).
Δi = 11,5 - 2,0 = 9,5 кДж/кг.
Q2 = 5 000 × 9,5 × 1000 / (24 × 3600) = 47 500 000 / 86 400 = 550 Вт
Для камер хранения замороженного мяса вентиляция не требуется: Q3 = 0
Освещение: qосв = 2,3 × 50 = 115 Вт
Люди (2 чел.): qлюд = 350 × 2 = 700 Вт
Электродвигатели (воздухоохладитель, N = 2 кВт): qдв = 1000 × 2 × 0,85 = 1 700 Вт
Открывание дверей: qдвер = 15 × 50 = 750 Вт
Итого Q4 = 115 + 700 + 1 700 + 750 = 3 265 Вт
На оборудование: Qоб = 2 153 + 550 + 0 + 3 265 = 5 968 Вт ≈ 6,0 кВт
На компрессор: Qкомп = 2 153 + 550 + 0 + 0,7 × 3 265 = 2 153 + 550 + 2 286 = 4 989 Вт ≈ 5,0 кВт
С запасом 15 %: Q0 = 5,0 × 1,15 = 5,75 кВт
1. Неучёт солнечной радиации. Для наружных стен и кровли теплоприток от солнца может составлять 20--30 % от Q1Т, особенно для тёмных кровель.
2. Неправильная температура грунта. Температуру грунта под полом камеры нельзя принимать равной температуре наружного воздуха. Для неотапливаемых полов на грунте она составляет +3...+10 °С в зависимости от региона и наличия обогрева пола.
3. Расчёт Q2 для камер хранения. Теплоприток от продукта учитывается только при холодильной обработке (охлаждении, замораживании). Для камер хранения, куда поступает уже охлаждённый продукт, Q2 включает только домораживание (разность энтальпий при температуре поступления и хранения).
4. Завышение мощности двигателей. В Q4 учитываются только электродвигатели, расположенные внутри камеры (вентиляторы воздухоохладителей). Двигатели компрессора, конденсатора и другого оборудования вне камеры не учитываются.
5. Пренебрежение коэффициентом одновременности. При расчёте нагрузки на компрессор Q4 принимается с коэффициентом 0,5--0,75, а не полностью.
Эксплуатационные теплопритоки (освещение, люди, открывание дверей) не действуют одновременно в полном объёме. Когда двери открыты и происходит загрузка, освещение максимально, но после закрытия дверей часть теплопритоков прекращается. Поэтому для расчёта нагрузки на компрессор Q4 принимается с коэффициентом 0,5--0,75. Для камерного оборудования (воздухоохладителя) все теплопритоки принимаются полностью, чтобы обеспечить запас по мощности.
Для камер хранения (без интенсивной холодильной обработки) наибольшую долю обычно составляет Q1 (через ограждения) -- 40--60 % от суммарного теплопритока. Для камер охлаждения и замораживания доминирует Q2 (от продуктов) -- до 70--80 %. Эксплуатационные Q4 составляют 10--25 %. Q3 (вентиляция) существенен только для фруктовых и овощных камер.
Запас 10--15 % компенсирует: погрешности расчёта (неточность справочных данных, округления); старение теплоизоляции (увеличение коэффициента теплопередачи со временем); неучтённые теплопритоки (мостики холода, конвекция через неплотности); отклонения реальных условий эксплуатации от расчётных (температуры, грузооборот).
Для низкотемпературных камер (-18 °С и ниже) с полами на грунте обогрев пола обязателен для предотвращения промерзания грунта и пучения. Обогрев осуществляется электрокабелем или трубами с тёплым теплоносителем, проложенными под теплоизоляцией. При расчёте Q1 для пола с обогревом температура на наружной стороне теплоизоляции принимается равной температуре обогрева (обычно +5...+10 °С), а не температуре грунта.
Для камер хранения замороженных продуктов (-18...-25 °С) рекомендуется k не более 0,20--0,25 Вт/(м2·К) для стен и покрытий, что соответствует толщине ППУ-изоляции 100--150 мм. Для низкотемпературных камер (-30...-40 °С) -- k не более 0,15--0,20 Вт/(м2·К), толщина ППУ 150--200 мм. Для камер охлаждения (0...-2 °С) допускается k до 0,35--0,40 Вт/(м2·К).
При работе средней интенсивности (загрузка-разгрузка) один человек выделяет около 350 Вт с учётом явного тепла и влаговыделений. Это значение принимается вне зависимости от температуры камеры. Число людей принимается по нормативам: для камер до 200 м2 -- 2--3 человека, свыше 200 м2 -- 3--4 человека.
Значения удельных энтальпий пищевых продуктов при различных температурах приводятся в справочниках: Справочник по холодильной технике под ред. А.И. Курылёва и Ю.С. Герасимова; Справочные таблицы Н.А. Головкина; Справочник технолога мясной промышленности. Также энтальпии можно рассчитать по формулам ASHRAE (Handbook -- Refrigeration), используя состав продукта (содержание воды, жира, белка, углеводов).
Настоящая статья носит исключительно ознакомительный и справочный характер. Автор и редакция не несут ответственности за последствия применения изложенной информации при проектировании холодильных установок. Все расчёты должны выполняться квалифицированными специалистами с использованием актуальных нормативных документов и справочных данных для конкретных условий эксплуатации. Приведённые удельные показатели являются ориентировочными.
1. Курылёв А.И., Герасимов Ю.С. Холодильные установки. -- М.: Машиностроение.
2. Чумак И.Г., Чепурненко В.П., Чуклин С.Г. Холодильные установки. Проектирование. -- Киев: Выща школа.
3. Головкин Н.А. Холодильная технология пищевых продуктов. -- М.: Лёгкая и пищевая промышленность.
4. Справочник по холодильной технике / Под ред. А.В. Быкова. -- М.: Пищевая промышленность.
5. ASHRAE Handbook -- Refrigeration. Chapter 24: Thermal Properties of Foods.
6. СП 109.13330.2012. Холодильники. Актуализированная редакция СНиП 2.11.02-87 (с Изм. N 1, 2, 3).
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.