Введение

Холодильное оборудование представляет собой разновидности устройств, в которых создается и используется холод в целях сохранения качества мяса, рыбы, масла, молока, овощей, фруктов и других скоропортящихся продуктов. За последние годы для российского потребителя холодильного оборудования стали доступны новейшие разработки зарубежных фирм. Результатом этого стало насыщение российского рынка торговым холодильным оборудованием, обновление ассортимента и повышение качества холодильного оборудования отечественного производства. Холодильное оборудование широко применяется в пищевой промышленности, сельском хозяйстве, торговле, на транспорте и в других отраслях. Предприятиям, торгующим продуктами питания, приходится хранить значительные запасы товаров, многие из которых относятся к скоропортящимся. Лучший способ их хранения - использование Холода.

Севастополь - город на юго-западе Крымского полуострова, на побережье Чёрного моря. Незамерзающий морской торговый и рыбный порт, промышленный, научно-технический, рекреационный и культурно -исторический центр. Носит звание «Город-Герой». В Севастополе расположена главная военно-морская база Черноморского флота Российской Федерации. Город Севастополь входит в перечень исторических поселений федерального значения России.

Площадь территории города составляет 863,6 км². Климат на территории, находящейся в подчинении Севастопольского горсовета, близок к субтропическому климату Южного берега Крыма, и имеет свои особенности в двух микроклиматических подзонах. Среднемесячная температура воздуха в течение всего года является положительной. Самый холодный месяц - февраль (средняя температура +2,8 ºС), самый тёплый - июль (средняя температура +22,4 ºС). Температура поверхностного слоя воды Чёрного моря у побережья Севастополя также всегда выше нуля, а в июле составляет в среднем 22,4 ºС

В связи с тем, что численность населения в городе Севастополе растет, я предлагаю построить холодильник, при котором будет храниться замороженное мясо - 43,2 тонны в смену, при t = -18 ⁰C и охлажденное мясо - 10,8 тонн в смену, при t = 2 ⁰C.

Цель дипломного проекта - разработать проект холодильной установки для хранения мяса (54т) в городе Севастополь. Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

-       рассмотреть технологию хранения продукта;

-       определить расчётные параметры наружного воздуха;

-       рассчитать площадь строительных камер;

-       рассчитать теплопритоки;

-       произвести расчёты и подборы основного и вспомогательного оборудования;

-       составить схему холодильной установки и её автоматизации

-       разработать алгоритм монтажа;

-       описать ремонт агрегата холодильной установки;

-       рассмотреть специальный вопрос и дать на него ответ;

-       выполнить экономические расчёты и высчитать рентабельность;

- изучить общие положения по охране труда и охране окружающей среды при эксплуатации холодильной установки.

1. Технология хранения продукта (мяса)

Мясо является специфическим сырьём. Характерными особенностями мяса является то, что оно является полноценным источником белка, имеет многокомпонентный состав, неоднородное строение, высокую биологическую активность и может при воздействии внешних факторов менять свои характеристики. В связи с этим производство качественных мясопродуктов и эффективное использование сырья достигаются благодаря профессиональности и соблюдению основных принципов производства и технологии хранения мяса.

В зависимости от холодильной обработки различают следующие виды мяса: парное, остывшее (неохлажденное), охлажденное, подмороженное, замороженное.

Охлажденное мясо с начальной температурой в толще бедра не выше +4^oС хранят в виде туш или полутуш в подвешенном состоянии на крючьях подвесных путей так, чтобы туши не соприкасались между собой, со стенами и полом помещения. В камере хранения туши и полутуши располагаются на расстоянии 20 … 30 мм друг от друга. На 1 кв.м. площади охлаждающей камеры должно находиться не более 200 кг мяса в тушах или полутушах. Важно следить за тем, чтобы все туши и полутуши равномерно обдувались охлажденным воздухом камеры.

В холодильных камерах для хранения мяса поддерживается температура воздуха -1 … 2^oС, скорость его движения не должна превышать 0,2 … 0,3 м/с, относительная влажность воздуха должна быть в пределах 82 … 85%. Продолжительность хранения составляет 5 … 20 суток. На срок хранения мяса влияет способ его охлаждения: чем быстрее охлаждалось мясо, тем дольше его можно хранить.

Замораживание мяса и субпродуктов является одним из наиболее совершенных методов консервирования, обеспечивающих длительное хранение продукта.

Замораживание сопровождается потерями массы мяса и некоторым снижением качества продукта. При последующем размораживании также происходит значительная потеря массы. Несмотря на это, замораживание является одним из наиболее дешевых методов длительного сохранения качества мяса.

При замораживании мяса и субпродуктов сначала наступает переохлаждение в тканях (для мышечной ткани до - 4 ⁰С), в результате чего возникают кристаллические зародыши. В этот момент выделяется скрытая теплота кристаллизации, и температура системы несколько повышается, достигает криоскопической точки, при которой становится невозможным образование новых зародышей. Начинается вторая фаза замораживания - рост выделившихся кристаллов, которые при размораживании разрушают клеточные структуры, и мясо при этом теряет большое количество мясного сока. В этот момент времени необходимо увеличить теплоотвод. При высокой скорости теплоотвода обеспечиваются условия для образования новых кристаллов.

В проектируемом мною холодильнике хранится мясо, замороженное при t = -18⁰C,и охлажденное мясо при t = 2⁰C.

2. Выбор расчетных параметров воздуха

От параметров наружного воздуха зависят количество теплопритоков в камере, температура конденсации хладагента, холодопроизводительность, стоимость холодильной установки. Тепловая нагрузка на холодильную установку является наибольшей в самые жаркие летние дни, либо во время наибольшей эксплуатационной нагрузкой (при сезонной заготовке продукта).

Расчетные параметры наружного воздуха и относительная влажность приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Расчетные параметры и относительная влажность наружного воздуха

Температура хранения продукта и относительная влажность приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Температура хранения продукта и относительная влажность

Расчетные значения температуры и влажности воздуха в холодильных камерах выбирают в зависимости от их назначения, вида продуктов, технологических особенностей хранения и замораживания.
3. расчетная часть

3.1 Расчет площадей камер объекта, планировочные и строительные решения холодильника

Вместимость холодильника - исходная величина для определения вместимости холодильных камер и других помещений холодильника. Вместимость холодильника определяется производительностью предприятий которые обслуживают холодильники. Согласно задания, в проектируемом холодильнике мясокомбината замороженное мясо составляет - 43,2т, а охлажденное мясо - 10,8т.

1. Вместимость камер хранения (т) можно вычислить по формуле (2):

В_кам = m_сут × τ,                                                                                           (2)

где

m_сут - суточное поступление груза в камеру, т/сут;

τ - срок хранения.

В_кам = 43,2*25 = 1080 т _зам

В_кам= 10,8*5 = 54 т _охл

1. Грузовой объем (м³) вычисляется по формуле (3):

V_груз=B / g_v, (3)

где

B - вместимость камер, т;

g_v - норма загрузки единица объема с учета тары;

g_v= 0,34 т/м³.

V_груз = 1080/ 0,34 = 3176 м³_зам

V_груз = 54/0,34 = 159 м³_охл

1. Определяем грузовую площадь (м²) по формуле (4):

F_гр = V_гр / h_гр,                                                                                           (4)

где

h_гр - грузовая высота;

h_гр = 4 м.

F_гр = 3176 / 4 = 794 м²_зам

F_гр= 159 / 4 = 39,8 м²_охл

1. Определяем строительную площадь помещения (м²) по формуле (5):

F_стр = F_гр / β_F,                                                                                            (5)

где

β_F - коэффициент использования площади камеры;

β_{F зам} = 0,85

β_{F охл} = 0,8

F_стр= 794/0,85 = 992,5 м²_зам

F_стр= 39,8/0,8= 49,8 м²_охл,

1. Число строительных прямоугольников рассчитываем с помощью формулы (6):

n = F_стр / f_пр,                                                                                             (6)

где

f_пр - площадь одного строительного прямоугольника 6×12, м².

n _зам = 992,5/72=14 кв.

n _охл = 49,8/72=1 кв.

1. Общая площадь строительных прямоугольников рассчитываем по формуле (7):

F_стр = 14×72 = 1008 м² _зам (7)

F_стр = 1×72 = 72 м² _охл

1. Стандартную строительную площадь и число строительных прямоугольников для машинного отделения находим по формуле (8):

F_{маш.отд.}= (F_{стр охл} + F_{стр зам})×0,35 = 378 м² (8)

n = 378/72 = 6

1. Стандартную строительную площадь и число строительных прямоугольников для вспомогательного помещения находим по формуле (9):

F_всп = (F_{стр охл} + F_{стр зам})×0,1 = 108 м² (9)

n = 108/72 = 3 кв.

3.2 Расчет теплоизоляций

Изоляция неотъемлемая часть холодильной камеры, она значительно уменьшает количество теплоты поступающей в охлаждаемое помещение. Она позволяет поддерживать требуемые параметры воздушной среды, предотвращать усушку и порчу продуктов, а также к уменьшению расхода энергии на производство холода.

Данные по теплоизоляции наружной стены приведены в таблице 3

Таблица 3 - Толщина изоляционного слоя наружной стены

Толщину теплоизоляции наружной стены находим по формуле (10):

δ_из = λ_из* [1 / К - (1 / α_н + ∑δ / λ +1 / α_в)],                                                 (10)

где

К =0,23 - коэффициент теплопередачи изоляционной конструкции,

(Вт / (м²*К)),

1/α_н = 0,043 - коэффициент теплопередачи от воздуха к наружной поверхности ограждения, (Вт / (м²*К)),

1/α_в = 0,125 - коэффициент теплопередачи от внутренних поверхности

ограждения к воздуху камеры, (Вт / (м²*К)),

δ_i - толщина отдельных слоев ограждения, м,

λ - коэффициент теплопроводности изоляционного и строительного материалов, Вт/(м*К).

δ_из = 0,05[1/0,23 - (0,043+0,544+0,125)] = 0,18 м

Принимаем толщину изоляционного слоя δ_из.д = 200мм

Действительное значение коэффициент теплопередачи находим по формуле (11):

K^д_o = 1 / ((1 / α_н + ∑δ / λ +1 / α_в) + δ_из.д / λ_из)                                            (11)

K^д_o = 1 / ((0,043 +0,544+ 0,125) +0,20/0,05) = 0,21 Вт/(м²*К)

Данные по теплоизоляции внутренней стены приведены в таблице 4

Таблица 4 - Покрытие охлаждаемого помещения

Толщину теплоизоляции внутренней стены находим по формуле (10):

δ_из = λ_из* [1 / К - (1 / α_н + ∑δ / λ +1 / α_в)]                                                  (10)

δ_из = 0,05*[1/0,23 - (0,043 +0,544 + 0,125)] = 0,18 м

Принимаем толщину изоляционного слоя δ_из.д = 200мм

Действительное значение коэффициент теплопередачи находим по формуле (11):

K^д_o = 1 / ((1 / α_н + ∑δ / λ +1 / α_в) + δ_из.д / λ_из)                                            (11)

K^д_o = 1 / ((0,043 +0,544+ 0,125) +0,2/0,05) = 0,21 Вт / (м²*К)

Данные по теплоизоляции пола приведены в таблице 5

Таблица 5 - Толщина изоляционного слоя пола

Толщину теплоизоляции пола находим по формуле (10):

δ_из = λ_из* [1 / К - (1 / α_н + ∑δ / λ +1 / α_в)]                                                  (10)

δ_изм = 0,05[1/0,18 - (2,429 + 0,111)] = 0,15 м

Принимаем толщину изоляционного слоя δ_из.д = 150 мм

Действительное значение коэффициент теплопередачи находим по формуле (7):

К^д_o = 1 / ((∑δ / λ +1 / α_в) + δ_из.д / λ_из)                                                         (11)

К^д_o = 1 / ((2,429 + 0,111)+0,15/0,05) = 0,18 Вт / (м²*К)

Данные по теплоизоляции потолка приведены в таблице 6

Таблица 6 - Толщина изоляционного слоя потолка

Толщину теплоизоляции потолка находим по формуле (10):

δ_из = λ_из *[1 / К - (1 / α_н + ∑δ / λ +1 / α_в)]                                                 (10)

δ_из = 0,05* [1 / 0,22 - (0,043 + 0,08 + 0,111)] = 0,21 м

Принимаем толщину изоляционного слоя δ_из.д = 225 мм

Действительное значение коэффициент теплопередачи находим по формуле (11):

K^g_o = 1 / ((1 / α_н + ∑δ / λ +1 / α_в) + δ_из.д / λ_из)                                            (11)

K^g_o = 1 / ((0,043 +0,08 + 0,111) + 0,225/0,05) = 0,21 Вт/(м²*К)

3.3 Определения теплопритоков в помещениях

Тепловой расчет охлаждаемого помещения проводят для определения суммы всех количеств теплоты, поступающих в эти помещения или возникающих в них от каждого из различных источников, оказывающих на поддержание заданного температурного режима в объекте.

Цель теплового расчета - определение производственного камерного оборудования, достаточной для отвода всей теплоты, поступающей в объект, и поддержания в нём заданных параметров. Кроме того, расчет теплопритоков позволяет найти нагрузку на компрессор, т.е. их холодопроизводительность, а также нагрузки на другое оборудование машинного отделения.

Расчёт теплопритоков для камеры хранения замороженного мяса птицы.

Теплоприток через ограждения камеры из-за разности температуры у ограждения определяется по формуле (12):

Q_1T = K × F × (t_н - t_в),                                                                              (12)

где

K - нормативный коэффициент теплопередающей поверхности

(Вт / (м² × К)

F­ - площадь ограждения (м²)

t_н и t_в - температура снаружи и в камере ()

Расчет теплопритока через потолок холодильника:

Q_1T = 0,21×1008×(33 - (-18) = 10795,68 Вт

Расчет теплопритока через пол холодильника:

Q_1T = 0,18×1008×(33 - (-18) = 9253,44 Вт

Расчет теплопритока через наружные стены холодильника:

Q_1T = 0,21×172,8×(33 -(-18) = 1850,68 Вт

Q_1T = 0,21×172,8×(33 -(-18) = 1850,68 Вт

Q_1T = 0,21×115,2×(33-(-18) = 1233,79 Вт

Суммарный теплоприток:

∑ Q_1T = 24984,27 Вт

Расчет теплопритока из-за солнечной радиации

Теплоприток через ограждения камеры из-за действия солнечной радиации (Вт) вычисляется по формуле (13):

Q_1C = K * F((t_Н -t_в)+t),                                                                             (13)

где

t - дополнительная разность температур, возникающая под воздействием солнечной радиации ().

Через потолок холодильника:

Q_1C = 0,2×1008×(33 - (-18)+17,7) = 13849,92 Вт

Через стены холодильника:

Q_1C =0,21×172,8 ×0 = 0 Вт

Q_1з= 0,21×172,8 ×7,2 = 261,27 Вт

Q_1в= 0,21×115,2×6,0 = 145,15 Вт

Суммарный теплоприток от солнечной радиации:

∑ Q_C = 14256,34 Вт

Теплоприток через наружные ограждения определяется по формуле (14):

Q₁ = Q_1T + Q_1C,                                                                                     (14)

где

Q_1T - теплоприток через ограждения камеры из-за разности температуры у ограждения (Вт).

Q_1C - теплоприток через ограждения камеры под воздействием солнечной радиации (Вт).

Q₁ = 24984,27 + 14256,34 = 39240,61 Вт

Теплоприток от продуктов при их холодильной обработке зависит

от суточного поступления продуктов в камеру, вида продукта, температуры продукта при поступлении в камеру и выпуске из нее, а так же от продолжительности холодильной обработки и определяется по формуле (15):

Q_2пр. = M_с × (i_пост - i_вып) × 10⁶ / (τ × 3600),                                                   (15)

где

M_с - суточное поступление продукта в камеру (т / сутки)

i_пост и i_вып - удельная энтальпия продукта поступающего в камеру при температуре поступления и температуре выпуска (кДж / кг)

τ – продолжительность холодильной обработки продукта, ч

Q_2пр = 43,2 × (39,4 - 4,6) × 10⁶ / 24 × 3600 = 0,017 Вт.

Теплоприток от тары определяется по формуле (16):

Q_2т = M_т × C_т × (t_пост – t_вып) × 10⁶ / (τ × 3600),                                               (16)

где

M_т – суточное поступление тары, принимаем процесс суточного поступления продукта, т / сутки,

C_т – удельная теплоемкость тары, (кДж / (кг *К)) C_т = 2,3

Q_2т= 4,32 × 2,3 × (-8-(-18) × 10⁶ / (24 × 3600) = 1150 Вт

Общий теплоприток от упакованных продуктов при их холодильной обработке находим по формуле (17):

Q₂ = Q_2т + Q_2пр (17)

Q₂ = 1150,017 Вт

Теплоприток при вентиляции охлаждаемого помещения определяется по формуле (18):

Q₃ = V_к × α × P_в ×(i_н - i_в) × 10³ / (24 × 3600),                                               (18)

где

V_к. - объем вентилируемой камеры м³

α - кратность воздухообмена в сутки (1/сутки)

i_н и i_в - удельная энтальпия наружного и внутреннего воздуха (кДж/кг) определяется по температуре и влажности воздуха по d-i диаграмме

P_в - плотность воздуха в камере (кг\м³)

Q₃ = 4838,4 × 3 × 1,284 × (30,41-(-18)×10³/ (24 × 3600) = 10442,61 Вт

Теплоприток при открывании дверей в охлаждаемом помещении определяется по формуле (19):

q₁= B × F,                                                                                              (19)

где

В - удельный теплоприток из соседних помещений через открытые двери, отнесенных к 1 м² площади камеры (Вт/м²)

F - площадь камеры (м²)

q₁ = 12 Вт/м²×1008 м² = 12096 Вт

Теплоприток от пребывания людей определяется по формуле (20):

q₂ = 350×n,                                                                                               (20)

где

n - количество человек.

q₂ = 350Вт × 4 = 1400 Вт

Теплоприток от электрооборудования определяется по формуле (21):

q₃ = С × F,                                                                                              (21)

где

с - удельный теплоприток от электрооборудования

q₃ = 4 × 10³ = 4000 Вт

Теплоприток от освещения определяется по формуле (22):

q₄ = A × F,                                                                                             (22)

q₄ = 2,3×1008 = 2318,4 Вт

Суммарный теплоприток определяется по формуле (23):

Q₄ = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ (23)

Q₄ = 19814,4 Вт

Данные по расчётам теплоизоляции камеры хранения замороженных ягод приведены в таблице 7

Таблица 7 - Расчетные параметры теплопритоков для камеры хранения замороженного мяса птицы

Расчёт теплопритоков для камеры хранения охлажденного мяса птицы.

Теплоприток через ограждения камеры из-за разности температуры у ограждения определяется по формуле (12):

Q_1T = K × F × (t_н - t_в)                                                                                (12)

Расчет теплопритока через потолок холодильника:

Q_1T = 0,21×72×(33 - 2) = 468,72 Вт

Расчет теплопритока через пол холодильника:

Q_1T = 0,18×72×(33 - 2) = 401,76 Вт

Расчет теплопритока через внутренние стены холодильника:

Q_1T = 0,21×57,6×(-18 - 2) = - 241,92 Вт

Q_1T = 0,21×28,8×(-18 - 2) = - 120,96 Вт

Q_1T = 0,21×57,6×(23 - 2) = 254,01 Вт

Q_1T = 0,21×28,8×(23 - 2) = 127 Вт

Суммарный теплоприток:

∑ Q_1T = 906,61 Вт

Теплоприток через ограждения камеры из-за действия солнечной радиации (Вт) вычисляется по формуле (13):

Q_1C = K * F((t_Н -t_в)+t)                                                                             (13)

Через потолок холодильника:

Q_1C = 0,2×72×48,7 = 701,28 Вт

Теплоприток через наружные ограждения определяется по формуле (14):

Q₁ = Q_1T + Q_1C (14)

Q₁ = 906,61 + 701,28 = 1607,89 Вт

Теплоприток от продуктов при их холодильной обработке зависит

от суточного поступления продуктов в камеру, вида продукта, температуры продукта при поступлении в камеру и выпуске из нее, а так же от продолжительности холодильной обработки и определяется по формуле (15):

Q_2пр = M_с × (i_пост - i_вып) × 10⁶ / (τ × 3600)                                                     (15)

Q_2пр = 10,8 × (245,5 - 238,8) ×10⁶/ 24×3600 = 0,008 Вт

Теплоприток от тары определяется по формуле (16):

Q_2т = M_т × C_т × (t_пост – t_вып) × 10⁶ / (τ × 3600)                                                (16)

Q_2т = 1,08 × 2,3 × (4-2) × 10⁶/ (24 × 3600) = 57,5 Вт

Общий теплоприток от упакованных продуктов при их холодильной обработке находим по формуле (17):

Q₂ = Q_2т + Q_2пр (17)

Q₂ = 0,008 + 57,5 = 57,508 Вт

Теплоприток при вентиляции охлаждаемого помещения определяется по формуле (18):

Q₃ = V_к × α × P_в ×(i_н - i_в) × 10³ / (24 × 3600)                                                (18)

Q₃ = 345,6 × 3 × 1,284 × (30,41-2)×10³/ (24 × 3600) = 437,74 Вт

Теплоприток при открывании дверей в охлаждаемом помещении определяется по формуле (19):

q₁= B × F,                                                                                              (19)

q₁ = 10 Вт/м²×72 м² = 720 Вт

Теплоприток от пребывания людей определяется по формуле (20):

q₂ = 350×n                                                                                                (20)

q₂ = 350 × 3 = 1050 Вт

Теплоприток от электрооборудования определяется по формуле (21):

q₃ = С × F                                                                                                (21)

q₃ = 3,5 ×10³ = 3500 Вт

Теплоприток от освещения определяется по формуле (22):

q₄ = A × F                                                                                               (22)

q₄ = 2,3 × 72 = 165,6 Вт

Суммарный теплоприток определяется по формуле (23):

Q₄ = q₁ + q₂ + q₃ + q₄ (23)

Q₄ = 5435,6 Вт

Данные по расчётам теплоизоляции камеры хранения охлаждённого мяса птицы приведены в таблице 8

Таблица 8 - Расчетные параметры теплопритоков для камеры хранения охлаждённого мяса птицы

Данные по расчёту суммарных теплопритоков приведены в таблице 9

Таблица 9 - Суммарный теплоприток камер

3.4 Выбор хладагента, системы охлаждения и составление расчетной схемы

Выбор системы охлаждения.

В данной дипломном проекте будет использоваться выносная система холодоснабжения.

Преимущества:

Основными преимуществами систем выносного холодоснабжения являются: снижение шума в торговом зале, экономия на электроэнергии, отсутствие излишних теплопритоков.

В системах выносного холодоснабжения экономия электроэнергии происходит вследствие не только меньших затрат на кондиционирование, но и уменьшения затрат на производство холода, ведь известно, что производство калории холода уменьшается с увеличением мощности холодильного компрессора.

Плюсы:

- экономия электроэнергий;

- высокая надёжность холодоснабжения

- снижение затрат на систему кондиционирования

- снижение эксплуатационных издержек

Минусы:

- сложность и длительность монтажа

- занимает большую площадь

- невозможность ремонта компрессора даже при незначительных повреждениях.

Существует две системы охлаждения помещения:

1. Непосредственное - испарение хладагента происходит в самой камере (охлаждаемом помещении) через воздухоохладитель или батареи по которым циркулирует хладагент.

1. Рассольное – испарение происходит в испарителе который находится в машинном отделении удалённо от камеры. Кипение происходит за счёт контакта хладагента с хладоносителем, который в сваю очередь циркулирует между камерой и испарителем принося температуру.

Для данного дипломного проекта, выбираю выносную систему непосредственного охлаждения.

Выбор хладагента и его свойства.

Для расчётов и подбора оборудования я выбираю хладагент - Фреон R404а. Хладон 404а имеет гораздо более высокое давление в области высоких температур, чем R502.

1. Область применения.

Хладагент R 404А (Фреон, Хладон) рекомендуется применять в низко- и среднетемпературных коммерческих холодильных установках, транспортных холодильных установках, в том числе контейнерах, а также в низкотемпературном промышленном холодильном оборудовании.

1. 2) Эксплуатационные характеристики.

В зависимости от условий эксплуатации R 404А обеспечивает повышение холодопроизводительности на 4-5 %, повышая при этом энергосбережение до 2 % и снижая на 8% температуру нагнетания компрессора, по сравнению с R-502 (последний критерий связан с удлинением срока эксплуатации компрессора). Хотя R 404А имеет ПГП 0,94, общее эквивалентное воздействие такой холодильной системы на потепление (прямой и косвенный вклад в парниковый эффект) ниже, чем у R-502.

Хладагент R — 404a. Это близкозеотропная смесь R125/R143a/R134a с соотношением массовых долей компонентов 44/52/4. Температурный глайд менее 0,5 К. В зависимости от условий эксплуатации обеспечиваются повышение холодопроизводительности на 4…5% и снижение температуры нагнетания в компрессоре до 8% по сравнению с аналогичными характеристиками R502.

1. Технические характеристики.

- Потенциал разрушения озона (ODP) 0,000

- Потенциал глобального потепления (GWP) 3 750

- Нормальная температура кипения (Р = 0,1 МПа), ° С — 46,70

- Плотность насыщенной жидкости при 25 ° С, кг/м3 1 048

- Давление паров насыщенной жидкости при 25 ° С, кПа (абс) 1 257

- Критическая температура, ° С 72,7

- Критическое давление, Мпа 3,74

- Критическая плотность, кг/м3 485,1

3.5 Расчет и подбор основного оборудования

Расчетный (рабочий) режим холодильной установки характеризуется температурами кипения, конденсации, всасывания (пара на входе в компрессор) и переохлаждения жидкого хладагента регулирующим вентилем Значения этих параметров выбирают в зависимости от назначения холодильной установки и расчетных наружных условий.

Расчёт компрессора для камеры хранения замороженной продукции.

1. Температуру кипения в установках с непосредственным охлаждением принимают в зависимости от расчетной температуры воздуха в камере, которая составляет: - 18 ^оС

Температура кипения находим по формуле (24):

t₀ = t_в - (14 … 18),                                                                                   (24)

где

t₀ – температура кипения, °С,

t_в – температура в камере, °С.

t₀ = - 18 - 14 = -32 °С

1. Температура конденсации зависит от температуры и количества подаваемой воды. Температуру конденсации принимают для хладоновых холодильных машин - на 5 - 6 °С выше расчетной температуры наружного воздуха.

Температура конденсации находим по формуле (25):

t_к = t_н + (5 … 6),                                                                                    (25)

где

t_к – температура конденсации, °С,

t_н – температура снаружи камеры, °С.

t_к = 33 + 5 = 38

1. Температуру всасываемых паров в хладоновых машинах принимают  на 12… 20 °С выше температуры кипения. Находим по формуле (26):

t_вс = t₀ + (12 … 20),                                                                               (26)

где

t_вс – температура всасывания, °С.

t_вс = - 32 + 12 = -20

4                                  1

Рисунок 3 - диаграмма i-lg p, цикл одноступенчатой холодильной машины для камеры хранения замороженных продуктов

Таблица 10 – Параметры хладагента

Расчет и подбор компрессора:

1. Удельная массовая холодопроизводительность хладагента находим по формуле (26):

q₀ = i₁ - i₄ = 348,97-260 = 88,97 кДж/кг                                                 (26)

1. Действительная масса всасываемого пара находим по формуле (27):

m_d = 84/88,97= 0,94 кг/с                                                                            (27)

1. Действительная объемная подача находим по формуле (28):

V_d = 0,94*0,12  = 0,112  м³/c                                                                     (28)

1. Индикаторный коэффициент подачи находим по формуле (29):

(29)

λ₁ = (188-5)/188 – 0,05*((1688+10)/188 – (188-5)/188) = 0,57

1. Коэффициент невидимых потерь находим по формуле (30)

+26                                                                                              (30)

λ_w = 241/336 = 0,71

1. Коэффициент подачи компрессора находим по формуле (31):

(31)

λ = 0,57 * 0,71 = 0,404

1. Теоретическая объемная подача находим по формуле (32):

(32)

V_T = 0,112/0,404 = 0,277 м³/с

1. Удельная объёмная холодопроизводительность в рабочих условиях находим по формуле (33):

(33)

q_v = 88,97/0,12 = 741,41 кДж/м³

1. Удельная объёмная холодопроизводительность в номинальных условиях находим по формуле (34):

q_vн = q_0н / v_1н (34)

q_vн = q_0н/v_1н = 2676,4 кДж/м³

1. Коэффициент подачи компрессора в номинальных условиях находим по формуле (35):

(35)

λ_н = 0,83*0,78 =0,64

1. Номинальная холодопроизводительность находим по формуле (36):

(36)

Q_oн = 84*(2676,4*0,64)/(741,41*0,404) = 480,36 кВт

1. Адиабатная мощность находим по формуле (37):

(37)

N_a = 0,94 * (410 –370) = 37,6 кВт

1. Индикаторный коэффициент полезного действия находим по формуле (38):

(38)

η_j = 0,71 + 0,0025*(-32) = 0,63

1. Индикаторная мощность находим по формуле (39):

(39)

N_j = 37,6/0,63 = 59,68  кВт

1. Мощность трения находим по формуле (40):

(40)

N_TP = 0,277 *39 = 10,8 кВт

1. Эффективная мощность находим по формуле (41):

(41)

N_е = 59,68 + 10,8 = 70,48 кВт

1. Мощность на валу двигателя находим по формуле (42):

(42)

N_дв = 70,48*1,1 = 77,5 кВт

1. Холодильный коэффициент находим по формуле (43):

(43)

ε_в = 84/70,48 = 1,19 кВт/кВт

1. Тепловой поток в конденсаторе находим по формуле (44):

(44)

Q_к = 0,94*(410 – 257,75) = 143,115 кВт = 143,115*1000 = 143115 Вт

Расчёт компрессора для камеры хранения охлажденной продукции.

1. Температуру кипения в установках с непосредственным охлаждением принимают в зависимости от расчетной температуры воздуха в камере, которая составляет: 2 ^оС

Температура кипения находим по формуле (24):

t₀ = t_в - (14 … 18),                                                                                   (24)

t₀ = 2 - 14 = -12 °С

1. Температура конденсации зависит от температуры и количества подаваемой воды. Температуру конденсации принимают для хладоновых холодильных машин - на 5 - 6°С выше расчетной температуры наружного воздуха.

Температура конденсации находим по формуле (25):

t_к = t_н + (5 … 6),                                                                                    (25)

где

t_к – температура конденсации, °С,

t_н – температура снаружи камеры, °С.

t_к = 33 + 5 = 38 °С

3.  Температуру всасываемых паров в хладоновых машинах принимают  на 12… 20 °С выше температуры кипения. Находим по формуле (26):

t_вс = t₀ + (12 … 20),                                                                               (26)

где

t_вс – температура всасывания, °С.

t_вс = - 12 + 12 = 0 °С

4                                       1

Рисунок 4 - диаграмма i-lg p, цикл одноступенчатой холодильной машины для камеры хранения охлажденного продукта

Таблица 11 - Сводная таблица для камеры хранения охлаждённого мяса птицы по рисунку 4

Расчет и подбор компрессора:

1. Удельная массовая холодопроизводительность хладагента

,

q₀ = i₁ - i₄ = 361,38 - 260 = 101,38 кДЖ/кг

1. Действительная масса всасываемого пара

,

m_d = 23/101,38 = 0,22 кг/с

1. Действительная объемная подача

,

V_d = 0,22*0,050  = 0,011  м³/c

1. Индикаторный коэффициент подачи

λ₁ = (404-5)/404 – 0,05*((1688+10)/404 – (404-5)/404) = 0,82

1. Коэффициент невидимых потерь для прямоточных компрессоров

+26 ,

λ_w = 261/326 = 0,77

1. Коэффициент подачи компрессора

,

λ = 0,82 * 0,77 = 0,63

1. Теоретическая объемная

,

V_T = 0,011/0,63 = 0,017 м³/с

1. Удельная объемная холодопроизводительность в рабочих условиях

,

q_v = 101,38/0,050 = 2027,6 кДж/м³

1. Удельная объемная холодопроизводительность в номинальных условиях

q_vн = q_0н/v_{1н ,}

q_vн = q_0н/v_1н = 2676,4 кДж/м³

10.  Коэффициент подачи компрессора в номинальных условиях

λ_н = 0,83*0,78 =0,64

11.  Номинальная холодопроизводительность

,

Q_oн = 23(2676,4*0,64)/(2027,6*0,63) = 30,84 кВт

12. Адиабатная мощность

,

N_a = 0,22  * (400 - 370) = 6,6 кВт

1. Индикаторный коэффициент полезного действия

,

η_j = 0,77 + 0,0025*(-12) = 0,74

14. Индикаторная мощность

N_j = 6,6/0,74 = 8,91 кВт

15. Мощность трения

,

N_TP = 0,017*39 = 0,663 кВт

16. Эффективная мощность

,

N_е = 8,91 + 0,663  = 9,57 кВт

17. Мощность на валу двигателя

,

N_дв = 9,57*1,1 = 10,52 кВт

18.  Эффективная удельная холодопроизводительность или холодильный коэффициент

,

ε_в = 23/9,57 = 2,40 кВт

19. Тепловой поток в конденсаторе

,

Q_к = 0,22*(400 - 257,75) = 31,295 кВт = 31,295*1000 = 31295 Вт

Расчётная таблица номинальных параметров для подбора компрессоров

Температура кипения

t₀ = - 15°С

Температура конденсации

t_к = 30°С

Температура всасывания

t_вс = 15°С

Таблица 12 – Сводная таблица для расчёта номинальной холодопроизводительности

Компрессоры холодильных машин предназначены для сжатия хладагента (от давления кипения до давления конденсации) и его циркуляции.

Подбор компрессора для камеры хранения замороженного мяса птицы.

Исходя из расчетов, выбираю два винтовых компрессора  HSK8571-140

фирмы Bitzer.

Наиболее часто используемым типом компрессоров Bitzer являются винтовые агрегаты. Они позволяют вырабатывать большое количество сжатого воздуха. Отличительные характеристики машин данного типа - устойчивый к механическим воздействиям корпус, большой эксплуатационный ресурс, компактные размеры, высокая частота вращения. С таким оборудованием можно обеспечить работу в режиме нон-стоп.

Минимальный уровень шума практически при полном отсутствии вибраций обуславливает комфортную эксплуатацию. Экономичная компрессорная техника широко используется в промышленных холодильных установках. За счет высокой эффективности и относительно небольшой стоимости она востребована в наукоемких и технологичных машиностроительных отраслях.

Безотказность винтовых компрессоров Bitzer во многом обеспечивается наличием устройств защиты привода. К числу таковых можно отнести механизм контроля температуры обмоток и направления вращения. Для предотвращения работы малыми циклами предусмотрен механизм задержки повторного запуска.

Преимущества винтовых компрессоров Bitzer:

• высокий КПД привода в течение всего эксплуатационного периода;
• простота конструкции;
• легкая регулировка производительности;
• защита от перегрева сжатого пара;
• встроенный обратный клапан;
• фильтр тонкой очистки масла;
• возможность функционирования с различными хладагентами;
• износостойкие надежные подшипниковые узлы;
• электронное реле протока масла;
• удобство монтажа.

Технические характеристики холодильного компрессора HSK8571-140 приведены в таблице 13

Таблица 13 - Характеристика поршневого компрессора для камеры хранения замороженного мяса птицы

Подбор компрессора для камеры хранения охлаждённого мяса птицы.

Исходя из расчётов, выбираю винтовой компрессор HSK 5363-40 фирмы Bitzer. Так, как они обеспечивают беспрерывную работу, отвечают требованиям производительности, просты в установке, автоматизированы, не занимают много места.

Технические характеристики холодильного компрессора HSK 5363-40 приведены в таблице 16

Таблица 16 – Характеристики подобранного компрессора для камеры хранения охлаждённого мяса птицы

Расчет и подбор конденсатора

Конденсатор — это теплообменный аппарат, в котором охлаждаются и конденсируются пары хладагента в результате отдачи теплоты теплоносителю — охлаждающей воде или воздуху.

Расчёт и подбор конденсатора для камеры хранения замороженного мяса птицы.

Находим площадь теплопередающей поверхности по формуле (45):

(45)

где

- тепловой поток, Вт;

k - коэффициент теплопередачи  конденсатора, Вт/(м²*К);

- средний логарифмический температурный напор между хладагентом и теплоносителем.

F = 143115/25*12 = 478 м²

Выбираю конденсатор с воздушным охлаждением ACS803B потому, что оборудование этой фирмы Alfa - Laval зарекомендовало себя, как надёжный агрегат в промышленной эксплуатации. Оптимальные соотношения цены и качества.

Технические характеристики воздушного конденсатора ACS802C приведены в таблице 14

Таблица 14 - Характеристика конденсатора

Расчёт и подбор конденсатора для камеры хранения охлаждённого мяса птицы.

Площадь теплопередающей поверхности находим по формуле (45):

(45)

F = 31295/525*12 = 104,31 м²

Выбираю конденсатор с воздушным охлаждением AGS 501B потому, что оборудование этой фирмы Alfa - Laval зарекомендовало себя, как качественное и непревзойденное устройство в промышленной эксплуатации. Оптимальные соотношения качества и цены.

Технические характеристики воздушного конденсатора AGS 501B приведены в таблице 15

Таблица 15 - Характеристика конденсатора

Расчёт и подбор воздухоохладителя.

Воздухоохладитель - это теплообменный аппарат, предназначенный для охлаждения воздуха.

Расчет и подбор воздухоохладителя для камеры хранения замороженного мяса птицы.

Площадь теплопередающей поверхности находим по формуле (45)

,                                                                                                 (45)

где

Q₀ – холодопроизводительность холодильной машины, Вт,

k – коэффициент теплопередачи испарителя, Вт/(м²*К),

- средний температурный напор между воздухом и кипящим холодильным агентом, °С.

F = 143115/15*10 = 954,1 м²

Исходя из расчётов, выбираю три воздухоохладителя RLE503B55 фирмы Alfa – Laval непосредственного охлаждения, поскольку они экономят электроэнергию, отнимают тепло прямо в камере, равномерно охлаждают камеру, а так же имеют компактные размеры.

Технические характеристики воздухоохладителя RLE504C55 приведены в таблице 16

Таблица 16 - Характеристики подобранного воздухоохладителя

Расчет и подбор воздухоохладителя для камеры хранения охлаждённого мяса птицы.

Площадь теплопередающей поверхности находим по формуле (45):

,                                                                                                 (45)

F = 31295/15*10 = 208,63 м²

Исходя из расчётов, выбираю воздухоохладитель GLE403B4 непосредственного охлаждения, поскольку они экономят электроэнергию, отнимают тепло прямо в камере, равномерно её охлаждают, а так же имеют компактные размеры.

Технические характеристики воздухоохладителя  GLE403B4 приведены в таблице 17

Таблица 17 - Характеристики подобранного воздухоохладителя

3.6 Расчёт и подбор вспомогательного холодильного оборудования

Ресивер.

Ресивером называют  сосуд для сбора  жидкого хладагента. В схеме холодильной машины ресиверы бывают четырех видов: линейный, дренажный, циркуляционный и защитный.

Мною выбрано три линейных ресивера марки F1052T для камеры хранения замороженного мяса птицы.

Мною выбран один линейный ресивер марки F552T для камеры хранения охлажденного мяса птицы.

Маслоотделитель.

Маслоотделитель стоит на выходе из компрессоров и служит для отделения масла от холодильного агента.

Мною выбрано три маслоотделителя марки BC-OS-H5-79 для камеры хранения замороженного мяса птицы.

Мною выбран один маслоотделитель марки BC-OS-H3-42 для камеры  хранения охлажденного мяса птицы.

Маслосборник.

Маслосборник предназначен для спуска масла из маслоотделителя и маслоотстойников всех аппаратов и выпуска его наружу.

Мною выбрано два маслосборника марки YRG-S-10 один для камеры хранения замороженного мяса птицы, второй для камеры хранения охлажденного мяса птицы.

Маслоохладитель.

Маслоохладитель предназначен для поддержки заданной температуры входящего в двигатель смазочного масла, что необходимо для поддержания установленного давления смазки.

Мною выбран маслоохладитель OCA 234-4D-1/80 для камеры хранения замороженного мяса птицы.

Мною выбран маслоохладитель OCA 114-4E-500-1/16 для камеры хранения охлажденного мяса птицы

Смотровое стекло.

Смотровое стекло используют для слежения за состоянием хладагента в трубопроводе

Мною выбрано смотровое стекло марки SGI 10 для камер хранения заморозки и охлаждения мяса птицы.

Терморегулирующий вентиль.

Терморегулирующий вентиль контролирует поток жидкого холодильного агента, поступающего в испаритель (воздухоохладитель) прямого расширения, поддерживая постоянный перегрев паров хладагента на выходе из испарителя (воздухоохладителя)

Мною выбрано три ТРВ марки PHT300-1 для камеры хранения замороженного мяса птицы.

Мною выбрано ТРВ марки TDE85-1 для камеры хранения охлажденного мяса птицы.

3.7 Схема холодильной установки и её автоматизация (подбор приборов автоматики)

Автоматизация - совокупность технических средств и методов, освобождающих человека от непосредственного выполнения функций управления холодильными установками.

Холодильные машины и установки могут быть автоматизированы частично или полностью. Частично автоматизированные установки требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала и его активного участия в управлении. В полностью автоматизированных установках обслуживающий персонал только наблюдает за их работой.

В разработанной мною холодильной установке установлено основное и вспомогательное оборудование:

-       Компрессоры

-       Конденсаторы воздушного охлаждения

-       Воздухоохладители

-       Терморегулирующие вентили

-       Маслоохладители

-       Маслосборники

-       Маслоотделители

-       Ресиверы

Система автоматического управления обеспечивает:

Пуск агрегатов в заданной последовательности; полуавтоматическое управление, при котором после автоматического выключения машин приборами защиты и регулирования их включение производится вручную;
дистанционное управление отдельными узлами и механизмами со щита управления.

Автоматическая противоаварийная защита поршневого компрессора включает защиту от попадания жидкого хладагента во всасывающий трубопровод компрессора и от недопустимых отклонений параметров компрессоров от нормальных рабочих значений.

Защиту от попадания жидкого хладагента во всасывающий трубопровод компрессора обеспечивает автоматический контроль уровней в аппаратах стороны низкого давления; при достижении недопустимых уровней предусматривается аварийная остановка компрессоров и подача сигнала в схему автоматизации.

Автоматический контроль за установкой осуществляется с помощью следующих приборов:

Температура в камере контролируется термометром манометрическим марки BC-T100 рабочий диапазон измеряемого давления от -1 до 34 бар.

Давление в магистрали нагнетания - манометром марки BCJL-NG рабочий диапазон измеряемого давления от -1 до 17 бар.

Автоматическая сигнализация  оборудования  осуществляется с помощью следующих приборов:

Установлен сигнализатор уровня ресивера АКС-38 это электромеханическое поплавковое, предназначенное для обеспечения надежного электромеханического ответа на изменения уровня жидкости и помощью чего, система оповещает световыми или звуковыми сигналами о достижении заданных или предельных значений  уровня и отклонениях от них.

Автоматическая защита холодильной установки  включает:

Реле от минимального давления на входе в компрессор CAS136 марки Danfoss диапазоном от 0 до 10 Bar.

Реле от максимального давления на выходе из компрессора CAS145 марки Danfos диапазоном от 4 до 40 Bar.

Автоматическое регулирование холодильной установки включает в себя:

Регулирование конденсатора - установлен регулятор давления KVR 35 марки Danfoss диапазоном от 5 до 17,5 Bar.

Регулирование охладителя масла - установлен регулятор температуры AVTB марки Danfoss диапазоном от 30 до 100 С⁰.

Регулирование испарителя(воздухоохладителя) - установлен регулятор подачи хладагента KVC 15 марки Danfoss диапазоном от 0,2 до 6 Bar с помощью электронного РВ.

Регулирование холодопроизводительности - регулируется путем автоматического включения и отключения винтовых и поршневых компрессоров контроллером на щите управления.

Схема автоматизации показана на чертеже 2.

4. Сводная таблица оборудования. Компоновка машинного отделения

Оборудование, подобранное для камеры хранения замороженного мяса птицы расположено в таблице 18

Таблица 18 - Сводная таблица оборудования

Оборудование, подобранное для камеры хранения охлаждённого мяса птицы расположено в таблице 18

Таблица 19 - Сводная таблица оборудования

5. Монтаж и испытания ПРОЕКТИРУЕМОГО ОБОРУДЫВАНИЯ

В первую очередь при монтаже компрессорного оборудования необходимо строго следовать установленным техническим требованиям. Обычно для установки оборудования должна быть использована бетонная плита толщиной 300 мм. В отдельных случаях необходимо изготовление специального фундамента, предохраняющего компрессорное оборудование от вибраций других устройств (например, пневмомолотов). Отдельные производители включают в комплект поставки оборудования демпфирующие элементы, снижающие уровень воздействующих на фундамент вибраций.

Очень важным моментом является правильный выбор места установки оборудования. Оно должно быть подобрано так, чтобы обеспечивалась доступность обслуживания механизмов, и осуществлялось необходимое охлаждение работающего устройства. Для стационарных компрессоров температура в месте монтажа ограничивается 40°С. Для оборудования мощностью свыше 100 кВт и с приводным мотором должно быть предусмотрено отдельное помещение. Также оборудование выносится из рабочей зоны, если создаваемое им звуковое давление превышает 85 дБ. Помимо прочего, необходимо учитывать концентрацию вредных веществ в месте монтажа компрессора, так, как попадая через всасывающие патрубки внутрь устройства, они приводят к быстрому выходу оборудования из строя

Монтаж трубопроводов.

Внутрицеховые трубопроводы имеют сложную конфигурацию с большим количеством деталей, арматуры, сварных швов. На каждые 100 м длины трубопровода приходится выполнять 80 - 120 сварных соединений.

На монтажную площадку элементы, узлы, отдельные линии трубопровода, опорные конструкции, опоры и другие средства крепления поступают от заводов с максимальной степенью заводской готовности.

Линии и участки трубопровода сложной конфигурации, с условным проходом 50мм, монтируют из узлов, заранее изготовленных в цехах. Прямолинейные участки трубопровода с условным проходом > 50 мм монтируют из заранее собранных и сваренных секций длиной 24 - 36 м. трубопроводы диаметром < 50 мм собирают на месте монтажа.

Технологическая последовательность монтажа:

-          собирают и устанавливают леса;

-          подвозят и разгружают сборочные узлы и детали трубопроводов, трубы, комплектуют линии трубопроводов, размещают места прокладки трубопроводов, устанавливают опорные конструкции и подвески, производят  расконсервацию;

-          производят сборку узлов, труб, деталей в монтажные блоки, поднимают и устанавливают арматуру, измерительные диафрагмы и сопла, выверяют и закрепляют их;

-          собирают фланцевые соединения и подготавливаю стыки к сваре и сваривают их;

-          производят термическую обработку сварных стыков;

-          проверяют надежность, неподвижность, правильность установки, отсутствие защемлений в проходах междуэтажными перекрытиями и стен, в опорах и опорных конструкций трубопроводов;

-          монтируют дренажи, продувки, воздушники на трубопроводы;

-          проводят гидравлические и пне6вматические испытания;

-          производят все исправления.

Монтаж компрессоров.

Монтаж поршневых компрессоров начинается с выставки и закрепления на фундаментах всего оборудования и обвязки его трубопроводами и коммуникациями.

При соблюдении необходимой точности выставки на фундаменте по осям (не менее ±5мм) основная часть работ по изготовлению узлов трубопроводов может быть перенесена в мастерские или на заводы механомонтажных заготовок.

Основные узлы воздухоприводов, включая подсоединение воздушного фильтра, промежуточных и концевых холодильников, могут быть изготовлены целиком, и на монтаже производится только приварка фланцев по месту.

Уплотнение фланцев производится, как правило, паронитовыми прокладками толщиной 2 – 4 мм. Резьбовые соединения на воздух и воду уплотняются паклей и свинцовым или железным суриком. Перед установкой все детали трубопроводов должны быть тщательно очищены от грязи и шлака и продуты сжатым воздухом. При продувке стыки обстукивают молотком. После окончания монтажа испытывают все трубопроводы и выявляют неисправности.

Систему охлаждения испытывают водой на давление 0,4 МПа, затем пускают в работу через компрессор при давлении 0,25 МПа на входе. Воздухопроводы проверяют давлением на плотность. Давление воздуха 0,4МПа.

Ресиверы перед пуском в работу должны быть подвергнуты гидравлическим испытаниям на давление 1,25 МПа рабочего и сданы инспектору Госгортехнадзора.

Воздушный фильтр промывают в щелочной ванне и смазывают висциновым маслом. Обычно компрессорные станции оборудуют специальными помещениями для промывки и подготовки фильтров.

Монтаж конденсаторов.

Конденсаторы и переохладители различного типа - противоточные, элементные, оросительные и кожухотрубные - устанавливают на готовом фундаменте и закрепляют болтами. Правильность установки горизонтального кожухотрубного конденсатора проверяют по уровню, уклон конденсатора допускается 0,5 мм на 1м в сторону маслосборника. Во втором случае необходимо предупредить замерзание воды в трубах аппарата зимой во время остановки конденсатора, обеспечив надежный спуск воды из труб, его располагают таким образом, чтобы ко всем частям был свободный доступ. Торцы его должны отстоять от стен с одной стороны на 0,8 м, а с другой - на 1,5 - 2,0 м, что необходимо для очистки труб конденсатора от водяного камня.

После проверки установки конденсатора и закрепления его на фундаменте на него устанавливают коллекторы, приборы контроля, приборы автоматики и арматуру. Перед установкой арматуры производят ее ревизию и испытание на герметичность. Далее конденсатор соединяют с помощью трубопроводов с компрессором и регулирующей станцией. Торцовые крышки аппарата не устанавливают до тех пор, пока не проверяют герметичность развальцовки труб конденсатора в решетках его. Смонтированный конденсатор продувают воздушным давлением 5 - 6 кгс/см² от загрязнений (газовая часть) и промывают водой его трубную, водяную часть. Затем междутрубное пространство конденсаторов испытывают на герметичность воздушным давлением 18 кгс/см² для фреона R22, проверяя пропуски в развальцовке труб и в местах сварки обмыливанием. Испытание аппаратов на прочность производят при монтаже лишь в случае продолжительного хранения аппарата до монтажа (более 6 мес.),  в случае повреждений при перевозке и хранении. Водяную часть конденсатора проверяют гидравлическим давлением 6 кгс/см². Смонтированный и принятый аппарат окрашивают масляной краской.

Монтаж испарителя.

Монтаж кожухотрубного испарителя выполняют так же, как и горизонтального кожухотрубного конденсатора. Различие заключается лишь в том, что испаритель опирается на бетон, а не на деревянные теплоизолирующие подкладки. Кроме того, испытание на герметичность полости холодильного агента в испарителях, работающих на фреоне R22, производится давлением 15 кгс/см². Наружную поверхность испарителя после испытания его на плотность покрывают изоляцией и окрашивают. Уклон испарителя допускается 0,5 мм на 1 м испарителя и делается в сторону маслосборника.

Монтаж маслоотделителей, маслособирателей, отделителей жидкости и промежуточных сосудов.

Все вспомогательные холодильные аппараты поступаю на монтаж с заводскими паспортами, в которых указано, что они испытаны на прочность и плотность. Цилиндрическая форма аппаратов и вертикальное рабочее положение определяют способ их установки и крепления.

Расположение аппаратов определяется проектом в соответствии со схемой, конструктивными особенностями их и удобством обслуживания во время эксплуатации. Эти аппараты имеют опорные лапы, приваренные к днищу или к корпусу в средней его части. Поэтому их можно устанавливать непосредственно на пол помещения или подвешивать к стенам, перекрытиям и каркасам. Аппарат, устанавливаемый на пол, или на бетонную подушку, к которой аппарат и прикрепляется болтами.

Отделители жидкости и промежуточные сосуды монтируют на достаточном расстоянии от стены, чтобы удобно было производить изоляцию аппаратов и ремонтировать ее во время эксплуатации. После проверки и закрепления аппаратов на них устанавливают арматуру и соединяют трубопроводами с компрессором и основными аппаратами.

Монтаж насосов и градирен.

Насосы в большинстве случаев поставляют на монтажную площадку в виде насосного агрегата. Насос и электродвигатель устанавливают на общей обработанной чугунной плите, валы соединяют муфтой и центруют.

Такой насосный агрегат монтируют следующим образом. На готовый бетонный или кирпичный фундамент устанавливают плиту с закрепленным  на ней насосом и электродвигателем. Плиту устанавливают на металлических подкладках толщиной 30 - 40 мм, шириной 60 - 80 мм и длиной 100 - 150 мм и регулируют клиньями. Горизонтальность установки агрегата проверяют уровнем, который помещают на фланец нагнетательного патрубка насоса в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Отклонение насоса  от горизонтального положения не должно превышать 1 мм на 1 м. После проверки установки агрегата по уровню делают опалубку и подливают цементным раствором плиту агрегата. Центровку муфты насоса и электродвигателя производят при помощи стрелок со щупом или индикатором так же, как и у вертикального компрессора. По окончании центровки проверяют вращение насоса вручную.

После этого на насос устанавливают арматуру и подводят к нему трубопроводы, которые должны быть закреплены так, чтобы они не могли создавать нагрузки на насос. Особое внимание нужно обратить на тщательность сборки и полную герметичность всасывающего трубопровода. Этот трубопровод должен быть коротким с малым числом колен.

По окончании монтажа производят ревизию насоса, устраняют обнаруженные дефекты и подготавливают насос к пуску сначала на холостом ходу в продолжение 1 - 2 ч, а затем под нагрузкой на воде в течение 3 - 5 ч.

6. Эксплуатация проектируемой установки

Особенности эксплуатации фреоновых установок, работающих на фреоне R22, обуславливаются специфическими свойствами фреонов.

Фреоны обладают большой текучестью, способностью, проникать через малейшие неплотности и не имеет запаха. Обслуживающий персонал должен внимательно следить за герметичностью системы и своевременно выявлять и устранять утечки.

Пары фреона хорошо растворяются в смазочном масле, что приводит к понижению вязкости масла с повышенной вязкостью.

Масло циркулирует в системе вместе с холодильным агентом и непрерывно возвращается в картер компрессора. Для возврата масла в установках с кожухотрубными испарителями из испарителей отсасывают слегка увлажненный пар.

Вместе с жидкостью в теплообменник поступает и растворенное в ней масло. В регенеративном теплообменнике за испарителем фреон подсушивается и перегревается за счет теплоты холодильного агента, проходящего через змеевик из конденсатора.

Особенностью холодильной фреоновой установки является также зависимость холодопроизводительности и экономичности работы фреонового компрессора от перегрева всасываемого им пара. При малых перегревах всасываемого пара холодопроизводительность компрессора резко снижается и удельный расход электроэнергии на 1000 ккал холода возрастает. Для обеспечения необходимого перегрева всасываемого компрессором пара фреоновые холодильные установки оснащают теплообменниками, в которых пар подогревается за счет теплоты жидкого холодильного агента, поступающего из конденсатора в испаритель.

Вода, попавшая в систему, не растворяется во фреоне и нарушает работу установки. Она вызывает коррозию деталей компрессора и при низких температурах замерзает в регулирующем вентиле.

Удаление влаги, попавшей в систему, производят через осушитель, включенный в жидкостный трубопровод после конденсатора. В качестве поглотителя влаги используют мелкопористый силикагель с зернами размером 3,6 - 6 мм, который нужно хранить в герметичной таре. Силикагель поглощает до 40% влаги по отношению к собственному весу.

Фреоны являются хорошими растворителями и быстро смывают с поверхностей различные загрязнения, которые могут попасть в цилиндры компрессора и приборы автоматического регулирования.

При эксплуатации фреоновой холодильной установки принимают необходимые меры, чтобы при ревизии компрессоров и приборов автоматики, а также при добавлении фреона и масла в систему не попадали загрязнения.

Фреоновые холодильные установки в отличие от аммиачных в большинстве случаев полностью автоматизированы и поэтому не требуют постоянного наблюдения.

При эксплуатации крупной фреоновой автоматизированной холодильной установки необходимо выполнить ряд ручных операций (переключение вентилей, наполнение систем фреоном и маслом, включение и отключение фильтров, осушителей и т. д.). Если установка полностью автоматизированная, то при выполнении всех этих операций нужно пусковые устройства компрессоров переводить на ручное управление, так как в этом случае автоматический пуск компрессора может привести к аварии.

Крупная автоматизированная холодильная установка требует только односменного обслуживания, причем эксплуатационный персонал производит также периодический осмотр и при необходимости профилактическое обслуживание. Профилактическое обслуживание заключается в поддержании в исправном состоянии установки и предупреждении преждевременного износа оборудования.

При обслуживании фреоновой установки открытие или закрытие вентилей производят только маховиком данного вентиля и по окончании операции закрывают узел сальника специальным колпаком.

Все неисправности неаварийного характера, которые невозможно устранить при работе машины, фиксируют в журнале с тем, чтобы устранить их при первой же остановке машины.

7. Ремонт выбранного агрегата или узла

Организация ремонта компрессоров. На большинстве промышленных предприятий применяется система планово - предупредительного ремонта (ППР). При планово–предупредительном ремонте все работы по уходу и ремонту увязываются в один комплекс мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту машин.

Система планово–предупредительного ремонта представляет собой совокупность предупредительных мероприятий, обеспечивающих постоянную работоспособность машины в период ее эксплуатации.

Таким образом, система ППР должна обеспечить возможность постоянной эксплуатации оборудования при максимальной производительности и высоком качестве выпускаемой продукции.

В систему ППР входят: технический уход, плановый осмотр и плановый ремонт.

Технический уход (межремонтное обслуживание). Технический уход предусматривает содержание в исправном состоянии машины во время ее работы и выполнение мелких ремонтных работ в период рабочей смены регламентируются заводскими инструкциями.

Технический уход является важным звеном в системе планово–предупредительного ремонта, так как с его помощью достигается бесперебойная работа машин и значительно облегчается проведение последующих видов ремонта.

Плановый осмотр. При плановом осмотре выявляют и немедленно устраняют только такие неисправности, которые мешают нормальной эксплуатации оборудования до ближайшего планового ремонта.

Результаты осмотра технического состояния оборудования заносят в журнал; эти сведения в дальнейшем служат материалом для подготовки к ближайшему плановому ремонту.

Плановый ремонт. В зависимости от объема и характера работы в состав планового ремонта оборудования входят текущий, средний и капитальный ремонты.

Текущий ремонт представляет собой такой вид ремонта, при котором дефекты устраняют через определенные установленные сроки и при кратковременной остановке машины. Периодичность ремонта машин устанавливают на основании опыта их эксплуатации. В перечень обязательных работ входят: все работы, указанные в объеме крепежных ремонтов; проверка и наладка муфт сцепления и других приводов; восстановление зазоров в подшипниках; пришабривание подшипников и зачистка шеек вала; снятие незначительных задиров и забоин; замена прокладок и набивок; проверка и регулировка зацепления зубчатых колес; смена поршневых колец; притирка клапанов; очистка и переборка масляного фильтра; наладка смазки; проверка и наладка сальника; замена изношенных мелких деталей.

При эксплуатации машин происходит постоянно нарастающий естественный износ деталей, часть из которых изнашивается быстрее, а часть медленнее. Поэтому через определенный промежуток времени машину останавливают на средний ремонт.

Основные работы при среднем ремонте: частичная разборка машины; работы, выполняемые при текущем ремонте; замена или ремонт изношенных деталей; проточка и шлифовка шеек вала; перезаливка подшипников; замена втулок и вкладышей подшипников; замена подшипников качения; восстановление размеров деталей (шеек валов, зубьев зубчатых колес и др.).

В процессе эксплуатации машин наступает момент, когда износ деталей становится настолько значительным что требуется их капитальный ремонт. В этом случае необходима полная разборка машины и восстановление или замена отдельных ее деталей. Машина должна быть отремонтирована так, чтобы по своим качествам она полностью соответствовала вновь изготовленной. Допуски и посадки всех деталей должны быть выдержаны по заводским чертежам.

При капитальном ремонте допускается постановка деталей, отремонтированных под ремонтный размер. Продолжительность работы машины с начала ее эксплуатации до сдачи в капитальный ремонт называется ремонтным циклом.

Порядок расположения и чередования видов ремонта в ремонтном цикле называется структурой ремонтного цикла и обозначается таким образом: К - Т - Т - С - Т - Т - К, где Т - текущий ремонт; С - средний ремонт; К - капитальный ремонт.

Ремонт шатунов.

Шатун - ответственная деталь кривошипно-шатунного механизма находящаяся в поршневых компрессорах - принимает при работе сложные знакопеременные нагрузки. При разрушении шатуна компрессор обычно выходит из строя.
Замена шатунных болтов. Шатунные болты ремонту не подлежат. Их заменяют новыми при наличии трещин, вмятин, сорванной резьбы, раковин от коррозии, повреждений галтелей и других дефектов. На компрессорах и четырехтактных двигателя внутреннего сгорания шатунные болты заменяют новыми после развертывания отверстий у шатуна под шатунные болты, при остаточном удлинении более 0,003 первоначальной длины болта, после отработанного числа часов Г, которое определяют по формуле Г = /п-6-10, где 1 - число часов П - частота вращения коленчатого вала. Видимые дефекты обнаруживают при тщательном осмотре с помощью лупы пятикратного увеличения. Остаточное удлинение определяют замером длины болта специальной скобой с микрометрическим винтом с точностью измерения 0,01 мм и сравнением полученных данных с данными, приведенными в паспорте шатунного болта. Трещины обнаруживают магнитной или ультразвуковой дефектоскопией, а если такой возможности нет, обмазкой мелом. При использовании последнего метода шатунный болт тщательно промывают керосином и насухо вытирают. Сухой болт покрывают слоем мелового раствора и сушат. При наличии трещин на сухой меловой обмазке появляются масляные риски или пятна.

Ремонтный чертёж показан на чертеже 3

9.     Специальный вопрос

Монтаж трубопроводов холодильной установки.

Когда оборудование установлено на рамах и фундаментах, начинается монтаж трубопроводов. У оборудования в составе фреоновых систем с медными трубопроводами присоединительные патрубки выполнены либо на накидных гайках, либо таким образом, чтобы трубопровод входил внутрь патрубка. Монтаж трубопроводов целесообразно начинать от компрессора к конденсатору, от конденсатора к испарителю и от испарителя к компрессору, однако порядок может быть и другим, в зависимости от особенностей условий работ. Связку трубопроводов необходимо вначале собрать «навесу» с тем, чтобы трубопровод шел ровно и под прямыми углами. На работу небольшой холодильной установки неровно собранный трубопровод существенного влияния не окажет, но высокопрофессиональные монтажники всегда укладывают трубопроводы идеально ровно. На нагнетании компрессора, когда используются медные трубы, часто устанавливают виброгаситель для гашения вибраций, возникающих на нагнетательном патрубке, с тем чтобы они не передавались на трубопроводы. Виброгаситель внутри под защитной оплеткой имеет металлический сильфон, при изгибании он деформируется и сохраняет впоследствии эту деформацию. Чтобы этого избежать, так как в месте изгиба сильфона впоследствии возникнет течь, виброгаситель нельзя изгибать, при установке оба конца должны быть жестко закреплены хомутами.

Стальные нагнетательные трубопроводы фреоновых и аммиачных холодильных установок приваривают встык к патрубкам компрессора, при этом не используют виброгасители и посредством отводов и переходов присоединяют также встык к патрубкам конденсатора. Для предотвращения передачи вибрации к общему нагнетательному коллектору от нагнетательных трубопроводов компрессора горизонтальный участок должен иметь длину l не менее 1,5 м.

При монтаже нагнетательных трубопроводов, когда совместно работают два и более компрессоров, необходимо формировать коллектор и нагнетательный трубопровод от каждого компрессора врезать в коллектор соответствующего диаметра сверху. При параллельной работе компрессоров на общий нагнетательный трубопровод на нагнетании каждого компрессора врезают обратный клапан. Нагнетательные трубопроводы долго компрессора, если у компрессора два нагнетательных патрубка, желательно не объединять в один, а присоединять каждый отдельно к нагнетательному коллектору. При объединении не следует общий коллектор делать таким образом, чтобы потоки шли навстречу друг другу. Общий нагнетательный трубопровод к конденсатору должен иметь уклон в сторону конденсатора от 0,5 до 2 %.

При совместной работе компрессоров, на одну систему для предотвращения неравномерности уноса масла, при остановках одного из компрессоров, картеры компрессоров должны соединяться уравнительной линией по маслу либо, что более надежно и эффективно, системой принудительного возврата масла. Это наиболее актуально для централей, очень популярных при строительстве супермаркетов.

Обычно вместо мощных компрессоров, имеющих более низкую стоимость и меньшее потребление энергии, устанавливают централь из многих компрессоров — от двух до четырнадцати. По российскому опыту и опыту зарубежных коллег эффективно работает система из не более чем четырех компрессоров любой конструкции. Автор обладает информацией по использованию в централях компрессоров как винтовых и поршневых, так и спиральных - Bitzer, Copeland, Dorin, Maneurop, L'unite Hermetique.

Каждый производитель компрессоров имеет сведения о сборке многокомпрессорных агрегатов от фирм, использующих компрессоры в своем производстве. Общим следует считать то, что при не более четырех компрессорах и диаметре соединительного трубопровода, рекомендованном конкретным производителем, возврат масла не требует принудительной системы. Сложностью данного решения можно считать разнообразие рекомендованных диаметров, так как, например, фирма Copeland выпускает постоянно меняющийся ассортимент компрессоров и монтажнику или проектировщику попросту невозможно уследить за большим числом рекомендаций. Поэтому система без принудительного возврата масла рекомендуется лишь при типовом решении, когда используется неизменная схема с утвержденными марками компрессоров. В других случаях рекомендуется система принудительного возврата масла. Эта система не зависит от множества факторов и представляет собой простое поплавковое устройство, монтируемое обычно вместо смотрового глазка в картер компрессора.

Производители изготавливают системы возврата масла, учитывая конкретных производителей компрессоров, и в каталогах компрессоров есть ссылки на такие системы. Изготавливают более сложные системы возврата масла, но по опыту эксплуатации следует считать немеханические системы возврата ненадежными и усложненными. Сложность устройства датчиков уровня и высокая стоимость системы в целом перевешивают возможные достоинства.

От конденсатора жидкостной трубопровод с уклоном от 0,5 до 2 % по ходу движения жидкости монтируют до жидкостного ресивера. Особенностями монтажа жидкостных трубопроводов аммиачных систем является то, что отбор паровоздушной смеси, направляемой на отделитель воздуха, производят из верхней части жидкостных трубопроводов после конденсатора. Обычно принято отбирать воздух из верхней точки конденсатора или из линейного ресивера. Но различными исследованиями установлено, что наилучшего отделения можно достичь в жидкостном коллекторе после конденсатора. Такова схема воздухоотделения, рекомендованная ведущими производителями испарительных конденсаторов Baltimore, Evapco и схемами ЛТИХП.

При использовании компрессором маслоохладителей, охлаждаемых жидким холодильным агентом, существует ряд жестких требований по обеспечению их питания. Для нормальной работы компрессора маслоохладители должны быть обеспечены жидким холодильным агентом, их питание приоритетно. Для этого в жидкостную линию между конденсатором и линейным ресивером встраивают термосифонный ресивер или для упрощения термосифонный коллектор, выполненный из отрезка трубы большего диаметра, такого объема, чтобы обеспечить питание маслоохладителей компрессоров в течение не менее 2 мин. Согласно схемам следует располагать термосифонный коллектор выше маслоохладителя не менее чем на 1,5—2 м и ниже конденсатора на величину, равную статическому напору, необходимому для преодоления сопротивления конденсатора. Трубопровод жидкого холодильного агента прокладывают с уклоном в сторону маслоохладителя 3 %. Общая магистраль от нескольких маслоохладителей должна прокладываться в сторону термосифона с уклоном 3 %. Трубопроводы врезают сверху со скосом 5° в сторону по направлению потока. Такое соединение называют поточным соплом, оно выполняет функцию эжектора, подсасывая за счет энергии потока горячих паров на нагнетании парожидкостную смесь из маслоохладителя.

Схема защиты компрессора показана на чертеже 4

9. Экономическая часть

Расчет основных технико - экономических показателей

¾              дается определение основных производственных фондов;

¾                указывается значение эффективного использования основных производственных фондов для предприятия.

Таблица 20 - Основные производственные фонды

Расчет годовой выработки холода.

Годовую выработку холода определяется по формуле (46):

Q_{холод. год} = ΣQ_о Т, (кДж),                                                                        (46)

где

Q - годовая выработка холода,

ΣQ_о - суммарная рабочая холодопроизводительность компрессов в стандартном режиме,

Т - количество часов работы компрессоров в год (22 в сутки),

где

525 - рабочая холодопроизводительность компрессора.

Т = 22*360 = 7920 (ч)

Q_холод = 525*7920 = 4047120 (кДж/год)

Расчет капитальных затрат.

Расчет капитальных затрат определяется по формуле (47):

Кап. зат. = С_об+ С_транс +С_мон+ С_{стр. раб.} (руб),                                            (47)

где

С_об - стоимость оборудования

С_транс - стоимость транспортно-заготовительных расходов, руб.

С_мон - стоимость монтажа и отладки оборудования, руб.

С_{стр. раб.} - стоимость строительных работ, устройство фундамента оборудования

Кап. зат. = 6317841+94767,61+315892,05+221124,43+58320000 =

= 65269625,09 руб.

Таблица 21 - Сводная смета капитальных затрат

Расчет эксплуатационных затрат.

Эксплуатационные затраты складываются из расходов на амортизацию, текущего ремонта, расхода на электроэнергию.

Расчет амортизации.

Амортизация определяется по формуле (48):

Ам. =                                                                                       (48)

где

К_з – капитальные затраты, руб.,

Н_а – норма амортизационных отчислений (8%).

Ам. = (65269625,09*8)/100 = 5221570 руб.

Расчет затрат на текущий ремонт.

Затраты на текущий ремонт оборудования определяется по формуле (49):

З.Т.Рем. = ,                                                                           (49)

где

К_з – капитальные затраты, руб.,

Н_тр – норма отчислений на текущий ремонт (3%).

З.Т.Рем. = (5221570*3)/100 = 156647,1 руб.

Расчет затрат на электроэнергию.

Расчет затрат на силовую электроэнергию для привода компрессоров, насосов и др. токоприемников определяется по формуле (50):

З_эл = NК₁ К₂ К₃ К₄ ТС_эл ,                                                         (50)

где

З_эл - затраты на электроэнергию,

N - общая мощность электродвигателей холодильных машин, кВт/час,

К₁ - коэффициент загрузки электродвигателя холодильной машины по времени,

К₂ - коэффициент загрузки электродвигателей по мощности ходильной машины,

К₃ - коэффициент учитывающий потери электроэнергии в сети промышленного предприятия,

К₄ - коэффициент полезного действия электродвигателей ,

Т - количество часов работы электродвигателей,

С_эл - стоимость 1кВт/час электроэнергии. 3,35 руб.

З_эл = 395*0,7*0,7*1,07*0,9*7920*3,35 = 4945263,66 (руб. в год)

Расчет затрат на сырье и материалы.

Затраты на сырье и материалы определяются в зависимости от марки машин, норм расхода масла, стоимости материалов.

Годовая потребность в смазочном масле на восполнение уноса масла из компрессоров определяется по формуле (51):

V_м = q_мТ(1-К.м.) Кч, (кг/год),                                                            (51)

где

V_м - объем масла, кг/год,

q_м- величина уноса масла из компрессора за час,

Т - число часов работы компрессора в год, час,

Км - коэффициент маслоотделения,

Кч- коэффициент рабочего времени компрессора (0,85).

V_м = 0,5*7920*(1-0,5)*0,85 = 1683 кг/год

Годовая стоимость смазочного масла определяется по формуле (52):

С_м = V_мЦ, (руб.),                                                                                   (52)

где

С_м – стоимость смазочного материала, (руб.),

V_м – годовой расход смазочного материала, (кг),

Ц – цена 1 кг смазочного масла, 1675 руб.

С_м = 1683*1675 = 2819025 руб.

Годовой расход фреона для пополнения системы на 1000 ст. КЖД производительности установленных компрессоров принимается

для систем непосредственного охлаждения.

Годовой расход фреона находим по формуле (53):

С_фр = Ф_рЦ_фр, руб., (53)

где

Ф_р - расход фреона ,кг,

Ц_фр - цена 1 кг. Фреона, руб. 385,0 руб.

С_фр = 170*385*4,2 = 274890 руб.

Расчет годового фонда оплаты труда.

Сдельная расценка определяется путем деления дневных или месячных тарифных ставок  на норму выработки за соответствующий период.

Таблица 22 - Заработная плата работников (руб.)

Продолжение таблицы 22

Годовой фонд оплаты труда определяется по формуле (54):

ФЗП= ТЗП +Д+ П+ Р/к                                                                        (54)

где

ФЗП - фонд заработной платы,

ТЗП – заработная плата за год,

Д – доплаты,

П – премия,

Р/к – районный коэффициент,

Начисления доплаты к заработной плате находим по формуле (55):

Д = ТЗП*%Д                                                                                         (55)

Начисления премии находим по формуле (56):

П = (ТЗП + Д)*%П                                                                                (56)

Начисления районного коэффициента находим по формуле (57):

Р/к = (ТЗП+ Д + П)*%Рк                                                                       (57)

Расчет отчислений с заработной платы.

Отчисление с заработной платы в социальные фонды в перерабатывающих предприятиях 30%. Находим по формуле (58):

Фотч.= ФЗП*30%                                                                                 (58)

Фотч.= 4556016,45*30%=1366804,93(руб.)

Расчет себестоимости единицы холода.

Расчет себестоимости холода производится на уровне цеховой себестоимости, так как холод, производимый в компрессорном цехе, как правило, не выступает в виде товарного продукта предприятия, а расходуется в других технологических цехах предприятия в целях переработки или хранения пищевых продуктов. В качестве единицы продукции холода используется обычно 1000 (кВт).

Расчет себестоимости единицы холода производится путем деления годовых затрат по каждой статье на годовую холопроизводительность цеха.

Таблица 23 – Расчет себестоимости (на 1000 кВт)

Приведенные (удельные) затраты на производство холода находим по формуле (59):

З_уд = С_х +Е_н*(К_з/Qо) год , руб /ГЛж,                                                   (59)

где

Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (инвестиций),

Е_н = 0,15 - для холодильных систем.

З_уд = 4,08+0,15(65269625,09/4047120) = 6,5 (руб./ГЛж)

Расчет чистой прибыли.

Расчет отпускной цены находим по формуле (60):

Ц_о = З_уд* Р* Q_{хол. годов.},                                                                         (60)

где

Р - рентабельность %, ( если рентабельность = 25%, то k1= 1,25),

Q- годовая выработка холода.

Ц_о = 6,5*1,25*4047120 = 32882850 руб.

Расчет прибыли до налогообложения находим по формуле (61):

П_д.о. = Ц_о - С_х,                                                                                      (61)

где

С_х – цеховая себестоимость холода , руб.

П_д.о. = 32882850 - 16522875,14 = 16359974,86 (руб.).

Налог на прибыль (20%) находим по формуле (62):

Н_п = П_д.о.*20%,                                                                                   (62)

Нп = 16359974,86*20% = 3271994,97 руб.

Величину чистой прибыли находим по формуле (63):

ЧП = _Пд.о. - Н_п,                                                                                     (63)

ЧП = 16359974,86-3271994,97 = 13087979,89 руб.

Оценка экономической эффективности инвестиций

Техническое - экономическое обоснование имеет цель доказать возможность и необходимость, целесообразность данного проекта.

В состав компрессорного цеха входят следующие объекты и системы:

-  установка  очистки хладагента;

- технологические трубопроводы с установленной на них запорной  арматурой;

- компрессорные цеха с установленными газоперекачивающими агрегатами;

- система масло снабжения станции;

- системы пожаротушения;

- электрические устройства, КИПиА;

- узлы подключения цехов к холодильным установкам.

В КЦ осуществляются следующие технологические процессы:

- очистка транспортируемого хладагента механических засорений ;

- измерение и контроль технологических параметров;

- управление режимом работы холодильной установки путем изменения числа работающих компрессоров и режимного состояния самих компрессоров.

Таблица 24 -Технически - экономические показатели

Схема расчета срока окупаемости включает этапы:

- расчет дисконтированного денежного потока доходов по проекту, исходя из ставки дисконта и периода возникновения доходов;

- расчет накопленного дисконтированного денежного потока, как алгебраической суммы затрат и потока доходов по проекту выполняется до получения первой положительной величины ;

Срок окупаемости Т_ок находим по формуле (64):

Т_ок = № г.о. + (С_н /ДДП г.о.),                                                                                   (64)

где

№ г.о.  - число лет, предшествующих году окупаемости,

С_н - невозмещенная стоимость на начало года окупаемости,

ДДП г.о. - дисконтированный денежный поток в год окупаемости.

Обычный (нормативный) коэффициент дисконтирования

(эффективности) капитальных вложений (цена капитала):

Е_н = 0,14

Т_ок = 10+(1011/2469) = 6 лет 1 месяц

Таблица 25 - Расчет окупаемости проекта

Коэффициент эффективности затрат характеризует экономию, полученную на 1 руб. затрат находим по формуле (65):

К_эф=1/Ток,                                                                                          (65)

К_эф = 1/10,4 = 0,1

Чистая текущая стоимость доходов.

Чистая текущая стоимость доходов (ЧТСД) показывает прирост капитала от реализации проекта. Находим по формуле (66):

ЧТСД= ΣДДП - ЗП,                                                                             (66)

где

ΣДДП - суммарные приведенные доходы,

ЗП - приведенные затраты по проекту.

Таблица 26 - Расчет прироста капитала от реализации проекта (ЧТСД)

Коэффициент общей экономической эффективности капитальных вложений (Э) находим по формуле (67):

Э=П/К                                                                                                 (67)

Э = 13087979,89/65269625,09 = 0,20 руб.

Чистая текущая стоимость доходов (ЧТСД) показывает прирост капитала от реализации проекта, положительная величина ЧТСД показывает, насколько возрастет стоимость капитала инвестора от реализации данного проекта.

Срок окупаемости капитальных вложений проекта холодильных установок составит через 6 лет и 1 месяц, суммарный доход будет 2536000 руб., что является показателем эффективности инвестиционных вложений в реконструкцию цеха.

10. Правила безопасной эксплуатации оборудования, охрана труда и окружающей среды

Применение взрывоопасных и ядовитых веществ в качестве хладагентов создает повышенную опасность эксплуатации холодильных установок. Руководители и весь эксплуатационный персонал обязаны знать и строго выполнять требования по технике безопасности, изложенные в сборниках «Правила техники безопасности на фреоновых холодильных установках».

Планировка помещений и конструктивные элементы зданий компрессорных отделений должны удовлетворять специальным условиям, обеспечивающим свободную эвакуацию обслуживающего персонала при аварийных ситуациях и предотвращение разрушений зданий при авариях.

Сосуды, аппараты, трубопроводы и арматура должны быть испытаны на прочность и плотность соответственно условиям, в которых они работают.

При аварийной угрозе все оборудование в компрессорном отделении должно быть обесточено. Пункты аварийного отключения располагаются как внутри, так и вне здания на наружной стене у входных дверей в компрессорное отделение. В компрессорном отделении всегда должны находиться средства индивидуальной защиты, средства пожаротушения, медикаменты для оказания первой помощи пострадавшим.

Для каждой холодильной установки должны быть разработаны индивидуальные инструкции по эксплуатации и по технике безопасности. Обслуживающий персонал должен быть проинструктирован, Состояние приборов средств, обеспечивающих безопасную работу установки, должно регулярно проверяться.

Заключение

Цель дипломного проекта - разработать проект холодильной установки для хранения мяса (54т) в городе Севастополь.

Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

-       рассмотреть технологию хранения продукта;

-       определить расчётные параметры наружного воздуха;

-       рассчитать площадь строительных камер;

-       рассчитать теплопритоки;

-       произвести расчёты и подборы основного и вспомогательного

оборудования;

-       составить схему холодильной установки и её автоматизации

-       разработать алгоритм монтажа;

-       описать ремонт агрегата холодильной установки;

-       рассмотреть специальный вопрос и дать на него ответ;

-       выполнить экономические расчёты и высчитать рентабельность;

-       изучить общие положения по охране труда и охране окружающей

среды при эксплуатации холодильной установки.

В ходе разработки проекта холодильной установки для хранения замороженных и охлажденных продуктов в виде мяса птицы в городе Севастополе была выполнена следующая работа:

-                   рассмотрена технология хранения продукта;

-                   определены расчётные параметры наружного воздуха;

-                   рассчитаны площади строительных камер;

-                   рассчитаны теплопритоки ;

-                   произведёны расчёты и подборы основного и вспомогательного оборудования;

-                   составлена схема холодильной установки и её автоматизация

-                   разработан алгоритм монтажа;

-                   описан ремонт агрегата холодильной установки;

-                   дан ответ на специальный вопрос по данному проекту;

-                   выполнены экономические расчёты и высчитать рентабельность;

-                   изучены общие положения по охране труда и охране окружающей среды при эксплуатации холодильной установки.

В графической части составлено четыре чертежа: холодильного контура низкотемпературого, ремонта шатуна, строительного и монтаж трубопроводов холодильной установки.

Дипломный проект выполнен согласно всем поставленным целям и задачам.

Список используемых источников

1. «Курсовое и дипломное проектирование» Б.К. Явнель.

2. «Холодильные машины и установки» Н.Г. Лашутина.

3. «Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности» А.М. Бражников.

4. «Изготовление и монтаж трубопроводов и охлаждающих приборов холодильных установок» Рубинович Л.

5. «Монтаж холодильных установок и машин» Полевой А. А.

6. http://www.google.ru/webhp?hl=ru

7. http://hometechnics.info/300/