Расчет ледников
Расчет ледника состоит главным образом в определении расхода за сезон льда и объема помещения для него.
Когда выбран тип ледника и определены количество и размеры камер для продуктов, составляют предварительный эскиз сооружения. Объем помещения для льда принимают: в ледниках с нижним и верхним расположением льда в 1,5-2 раза больше объема продуктовых камер, а в ледниках с боковым расположением льда - в 4-5 раз. Помещение для льда в ледниках последнего типа (для создания необходимого напора холодного воздуха) делают примерно в полтора раза выше камер для продуктов. Затем производят калорический расчет, которым определяют общий расход холода за весь охладительный сезон. Продолжительность этого сезона устанавливается в среднем в 180 дней (с апреля по октябрь). В калорических расчетах ледников обычно принимают следующие исходные данные: температуру помещения для льда 0°С; температуру воздуха в продуктовых камерах от 4 до 6°С; среднюю температуру наружного воздуха для северной климатической зоны от 12 до 14°С, для центральной климатической зоны от 14 до 16°С и для южной от 16 до 20°С; температуру почвы соответственно от 6 до 8°С, от 8 до 10° и от 10 до 12°С.
Калорический расчет ледников проводят в основном таким же методом, как и холодильников с машинным охлаждением. В расчете ледников расход холода на вентиляцию камер и эксплуатационные потери принимают в размере 20-30% расхода холода на теплопередачу через ограждения и охлаждение продуктов.
Определив расход холода за сезон, подсчитывают потребное количество льда
,
(1)
где G - расход льда за сезон, т;
Q - общий расход холода за сезон, кДж;
qпл - холодопроизводительность 1 кг льда (теплота его плавления), равная 335 кДж/кг.
Найденное по этой формуле количество льда увеличивают обычно на 10% для обеспечения нормальной работы ледника в конце охладительного сезона.
Определяют затем объем помещения для льда, учитывая, что оно не может быть полностью заполнено, так как при укладке льда всегда образуются пустоты около стен и под потолком. Объем помещения для льда по сравнению с объемом самого льда увеличивают на 15%. Таким образом, необходимый объем V помещения для льда (в м3)
,
(2)
где 0,78 - масса 1 м3 льда при плотной укладке его блокам, т.
Льдохранилища.
Льдохранилища временного типа.
Представляют собой укрытые бунты намороженного или заготовленного из водоемов льда. Площадку под льдохранилище подготавливают также, как и перед послойным намораживанием. Форма бунта должна быть удобной для укрытия. Бунты закрывают соломенными матами, а затем засыпают тепловой изоляцией (опилки, торфяная крошка, болотный мох). Чтобы предотвратить оползание теплоизоляционного покрытия, у основания бунта по всему периметру делают откосы из изоляционного материала и ставят деревянные борта.
Толщина теплоизоляционного укрытия составляет 0,5-0,75 мм в северной зоне и 0,75-1,0 м в средней.
Из льдохранилища временного типа лед выкалывают в ранние утренние часы с торцевой стороны, обращенной на север. После выборки льда бунт закрывают матами и пилками.
Недостаток таких льдохранилищ – относительно большие потери от таяния льда и загрязнения укрывочными материалами. Размер потерь составляет 15-20% количества заготовленного льда для северное зоны и 20-30% для средней. В южной зоне применять такие хранилища нецелесообразно.
Льдохранилища постоянного типа.
Они представляют собой здания с ограждениями, имеющими тепловую изоляцию. Для сооружения таких хранилищ требуются большие капитальные затраты, но они во многом окупаются. Однако у нас такие льдохранилища не нашли распространения. Количество заготовленного льда должно быть значительно больше количества льда, необходимого для охлаждения, на величину потерь при его хранении, выколке, дроблении и транспортировки. Все эти потери составляют 25-40%.
Лекция 14. Применение искусственного и естественного водного льда в холодильных технологиях