Расчёт холодопроизводительности холодильной камеры: методика и формулы

Из чего складывается тепловая нагрузка

Согласно ASHRAE Handbook of Refrigeration (Chapter 13 «Retail Food Store Refrigeration and Equipment»), полная тепловая нагрузка холодильной камеры Q_total состоит из:

• Q_огр — теплопритоки через ограждающие конструкции
• Q_прод — тепло от охлаждения или замораживания продукта
• Q_инф — инфильтрация через двери
• Q_внутр — тепловыделения от осветительных приборов, людей, электродвигателей
• Q_вент — тепло от вентиляторов испарителя

Теплопритоки через ограждения

Рассчитываются по формуле теплопередачи (закон Фурье):

Q_огр = U × A × ΔT

Где:

• U — коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²·К)
• A — площадь ограждения, м²
• ΔT — разница температур снаружи и внутри камеры, К

Типичные значения U для современных сэндвич-панелей с PIR-утеплителем (толщина 100–200 мм): 0.18–0.22 Вт/(м²·К). Для пола с учётом электроподогрева — 0.25–0.35 Вт/(м²·К).

Пример расчёта ограждений

Низкотемпературная камера: 12×8×4 м, t_камеры = −22°C, t_наружная = +25°C, панели 150 мм (U = 0.20 Вт/(м²·К)):

• Стены и потолок: A = 2×(12×4) + 2×(8×4) + 12×8 = 96 + 64 + 96 = 256 м²
• ΔT = 25 − (−22) = 47 К
• Q_огр = 0.20 × 256 × 47 = 2.4 кВт

Тепло от продукта

Для замораживания мяса с 0°C до −18°C по данным IIR (International Institute of Refrigeration, Recommendations for chilled storage of perishable produce):

• Теплоёмкость мяса выше точки замерзания: c₁ ≈ 3.5 кДж/(кг·К)
• Скрытая теплота кристаллизации: L ≈ 230–250 кДж/кг
• Теплоёмкость мяса ниже точки замерзания: c₂ ≈ 1.8 кДж/(кг·К)

Формула: Q_прод = m/τ × (c₁×ΔT₁ + L + c₂×ΔT₂), где τ — время замораживания в секундах.

При суточной загрузке 5 т мяса и времени замораживания 24 часа: Q_прод ≈ 15–18 кВт.

Инфильтрация через двери

По методике ASHRAE, теплоприток через проём двери при открывании:

Q_инф = Φ_f × A_дв × (h_нар − h_вн) × ρ_нар × E_f

Для практических расчётов используется упрощённая таблица ASHRAE: при разнице температур 40–50 К и 10–15 открываниях двери 1.2×2.0 м в сутки теплоприток составляет 1.5–3.0 кВт.

Внутренние тепловыделения

Источник	Тепловыделение
Освещение LED	W_лам × 0.85 (90% уходит в тепло)
Человек при работе	270–350 Вт/чел
Вентилятор испарителя	100% мощности электродвигателя
Погрузчик электрический	2–4 кВт при работе внутри

Итоговый расчёт и выбор агрегата

Для нашего примера (12×8×4 м, −22°C, мясо 5 т/сутки):

• Q_огр = 2.4 кВт
• Q_прод = 16 кВт
• Q_инф = 2.0 кВт
• Q_внутр = 1.5 кВт (освещение + вентиляторы)
• Q_total = 21.9 кВт

С запасом 15%: расчётная Q₀ = 25 кВт. Подходит агрегат на базе Bitzer 4NES-14 (R448A, t₀ = −30°C, Q₀ ≈ 27 кВт) или аналогичный Frascold поршневой.

Хотите чтобы мы рассчитали ваш объект — заполните форму, ответим за 2 часа.