I. CALCULUL GROSIMII IZOLATIILOR TERMICE · I. CALCULUL GROSIMII IZOLATIILOR TERMICE . În regim...

I. CALCULUL GROSIMII IZOLATIILOR TERMICE În regim staţionar, densitatea fluxului de căldură prin peretele izolat este:

[W] 11 ∑ +++

−=

iz

iz

i

i

ie

ie ttq

λδ

λδ

αα

unde: δ- grosimea peretelui (izolaţiei) λ- coeficient de conductivitate termică a straturilor şi izolaţiei te- temperatura aerului din exteriorul camerei frigorifice ti- temperatura aerului din interiorul camerei frigorifice αe, αi- coeficienţi de convecţie aer-perete

Rezultă expresia pentru calculul grosimii izolaţiei termice în cazul pereţilor plani neomogeni:

=izδ izλ * [m] 11

++−

− ∑ii

i

eqtite

αλδ

α

unde singura necunoscută este densitatea fluxului de căldură ( ]/[ 2mWq ) Alegem densitatea optimă:

qopt= 11 W/m2K αe= 20 W/m2K αi= 6 W/m2K

iϕ =90%

STABILIREA DIFERENŢELOR DE TEMPERATURĂ Diferenţele de temperatură aer exterior- camera frigorifică-aer interior al camerei frigorifice se stabilesc în calculele practice prin alegerea temperaturii te a mediului din exteriorul camerei frigorifice. Stabilirea lui te ţine cont de: radiaţia directă a razelor solare asupra pereţilor exteriori şi asupra tavanului; influenţa podurilor de căldură din construcţia instalaţiei frigorifice; eventualele modificări de temperatură din compartimntele vecine;

Astfel, pentru pereţii orientaţi spre V şi S: ts= te+6°C ts= 35+6= 41°C Pentru pereţii orientaţi spre N şi E:

ts= te= 35°C Pentru plafon sub acoperiş drept:

ts= te+15°C ts= 35+15= 50°C

Pentru pardoseala aşezată direct pe pământ:

ts= 15°C (se alege)

GROSIMEA IZOLAŢIEI TERMICE Pentru pereţii din cărămidă, λi= 0.87 W/mK Pentru izolaţia din poliuretan λiz= 0.035 W/mk 1.)Perete exterior:

1- mortar de var (2cm) 1λ = 0.87 W/m 2- zid din cărămidă (38cm) 2λ = 0.87 W/mK 3- mortar de ciment (2cm) 3λ = 1.28 W/mK 4- bitum (bariera pentru abur) (0.5cm) 4λ = 0.87 W/mK 5- strat de izolaţie termică izλ = 0.035 W/mK

6- plasa Rabitz 6λ = 0 W/mK 7- mortar de ciment (2cm) 7λ = 1.28 W/mK

2.)Perete interior:

1- mortar de ciment(2cm) 1λ = 1.28 W/m 2- plasa Rabitz 2λ = 0 W/mK 3- strat de izolaţie termică 3λ = 0.035 W/mK 4- bitum (bariera pentru abur) (0.5cm) 4λ = 0.87 W/mK 5- mortar de ciment (2cm) 5λ = 1.28 W/mK 6- perete interior de cărămidă (25cm) 6λ = 0.87 W/mK 7- mortar de ciment(2cm) 7λ = 1.28 W/mK 8- bitum (0.5cm) 8λ = 0.87 W/mK 9- strat de izolaţie termică 9λ = 0.035 W/mK 10- plasa Rabitz 11- mortar de ciment (2cm) 10λ = 1.28 W/mK

3.)Plafon sub planşeu:

1- izolaţie din asfalt (1cm) 1λ = 0.76 W/m 2- beton armat (15cm) 2λ = 1.39 W/mK 3- bitum (0.5cm) 3λ = 0.87 W/mK 4- izolaţie termică δiz 4λ = 0.035 W/mK 5- plasa Rabitz izλ = 0 W/mK 6- mortar din ciment (2cm) 6λ = 1.28 W/mK

4.)Podea pe pământ:

1- asfalt (3cm) 1λ = 0.76 W/mK

2- beton armat (6cm) 2λ = 1.39 W/mK

3- hidroizolaţie cu bitum(0.5cm) 3λ = 0.87 W/mK 4- izolaţie termică δiz 4λ = 0.035 W/mK 5- bitum (bariera pentru abur) 5λ = 0.87 W/mK 6- beton comprimat 6λ = 1.28 W/mK:

TUNELUL DE CONGELARE: 1. Calculul grosimii izolaţiei şi densităţii fluxului de căldură la peretii exteriori:

( )

+

∗+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−−+=

−−−−−

201

28.1102

87.0105.0

28.1102

87.01038

87.0102

201

1130635035.0

22222

vizδ

0.205=vizδ m=20.5cm

31105.671

035.020.0

28.102.0

87.0005.0

28.102.0

87.038.0

87.002.0

201

201

71=

+++++++=recq = 11.25W/m2

( )

+

∗+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−−=

−−−−−

201

28.1102

87.0105.0

28.1102

87.01038

87.0102

201

113035035.0

22222

nizδ

0.185=nizδ m=18.5cm

31105.665

035.020.0

28.102.0

87.0005.0

28.102.0

87.038.0

87.002.0

201

201

65=

+++++++=recq =10.299W/m2

2.Calculul grosimii izolaţiei şi densităţii fluxului de căldură la pereţii interiori:

2 2 2 2 2

2

1 2 10 0.5 10 2 10 25 10 2* 100.9* ( 35 30 ) 20 1.28 0.87 1.28 0.87 1.280.035

11 0.5* 10 10.87 8

iz sδ

− − − − −

−

∗ ∗ ∗ ∗+ + + + + + − − = −

+ +

177.0=sizδ m =17.1cm 61.5 61.5

1 1 0.1 0.02 0.005 0.02 0.25 0.1 0.005 11.949320 8 0.035 1.28 0.87 1.28 0.87 0.035 0.87

recq s = =+ + + + + + + +

= 9.863W/m2

++

++∗

+∗

+∗

+∗

+−

−−=

−

−−−−−

201

87.010*5.0

28.110*2

87.01025

28.1102

87.0105.0

28.1102

201

11)30(4035.0

2

22222

sizδ

092.0=sizδ m= 9.2cm 34 34

1 1 0.05 0.02 0.005 0.02 0.25 0.05 0.005 6.16020 20 0.035 1.28 0.87 1.28 0.87 0.035 0.87

recq e = =+ + + + + + + +

= 10.294W/ m2

3.Calculul grosimii izolaţiei şi densitaţii fluxului de caldură a plafonului:

+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−−+=

−−−−

201

28.1102

87.0105.0

39.11015

76.0101

201

11)30(1535035.0

2222

tizδ

0.246=tizδ m =24.6cm

3853.780

035.025.0

28.102.0

87.0005.0

39.115.0

76.001.0

201

201

80=

++++++=recq = 10.832W/ m2

4.Calculu grosimii izolaţiilor şi densitaţii fluxului de caldură a podelei:

+

∗+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−−=

−−−−−

201

28.1103

87.0105.0

87.0105.0

39.1106

76.0103

201

11)30(15*035.0

22222

pizδ

135.0=izδ m =13.5cm

503.445

035.015.0

28.103.0

87.005.0

87.005.0

39.106.0

76.003.0

201

201

45=

+++++++=recq = 9.992W/ m2

PERETE

MATERIAL

δ [cm]

λ

mKW

Te ti

eα

kmW

2

iα

kmW

2

izδ

[cm]

izδ ′ [cm]

qrec

2mW

Δ= te-ti

VEST exterior

Mortar de var 2 0.87 35+ 6 41

-30

20

20

20.5

20

11.25

Zid de cărămidă 38 0.87 Mortar de ciment 2 1.28 Bitum 0,5 1.87 Poliuretan - 0.035 Plasa rabitz - -

71 Mortar de ciment 2 1.28 NORD exterior

Mortar de var 2 0.87 35+ 0 35

-30

20

20

18.59

20

10,299

Zid de cărămidă 38 0.87 Mortar de ciment 2 1.28 Bitum 0.5 0.87 Poliuretan - 0.035 Plasa rabitz - -

65 Mortar de ciment 2 1.28 SUD interior

Mortar din ciment 2 1.28 35*0.9

-30

20

8

17.74

10*2

9.863

Plasa rabitz - - Poliuretan - 0.035 Bitum 0.5 0.87 61.5 Mortar din ciment 2 1.28 Per. int. de carămidă

25 0.87

EST interior

Mortar din ciment 2 4

-30

20

20

9.25

5*2

10.294

Plasa rabitz - - Poliuretan - 0.035 Bitum 0,5 0.87 34 Mortar din ciment 2 1.28

Per. int. de carămidă

25 0.87

PLAFON SUB ACOPE-RIŞ

Izolaţie de asfalt 1 0.76 35+ 15 50

-30

20

20

24.60

25

10.832

Beton armat 15 1.39 Bitum 0,5 0.87 Poliuretan - 0.035 Plasa Rabitz - - 80 Mortar din ciment 2 1.28

PODEA PE PĂMÂNT

Asfalt 3 0.76 15

-30

20

20

13.55

15

9.992

Beton armat 6 1.39 Hidroizolaţie cu bitum

0,5 0.87

Poliuretan - 0.035 Bitum 0,5 0.87

45 Beton comprimat 20 1.28 Material turnat - -

Camerele 2 si 3 au aceleaşi condiţii de mediu⇒ aceleaşi grosimi ale izolaţiei şi acelaşi

densităţi ale fluxului de căldură.

CAMERA DE RĂCIRE 2

1.) Calculul grosimii izolaţiei şi densităţii fluxului de căldură la pereţii exteriori:

+

∗+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−=

−−−−−

201

28.1102

87.0105.0

28.1102

87.01038

87.0102

201

11435035.0

22222

nizδ

0.077=nizδ m=7.7cm

31 311 1 0.02 0.38 0.02 0.005 0.02 0.08 2.882

20 20 0.87 0.87 1.28 0.87 1.28 0.035

recq = =+ + + + + + +

= 10.754W/ m2

+

∗+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−=

−−−−−

201

28.1102

87.0105.0

28.1102

87.01038

87.0102

201

11435035.0

22222

eizδ

0.077=eizδ m=7.7cm

31 311 1 0.02 0.38 0.02 0.005 0.02 0.08 2.882

20 20 0.87 0.87 1.28 0.87 1.28 0.035

recq = =+ + + + + + +

= 10.754W/ m2

2.) Calculul grosimii izolaţiei şi densităţii fluxului de căldură la pereţii interiori:

++

++∗

+∗

+∗

+∗

+−

−=

−

−−−−−

81

87.010*5.0

28.110*2

87.01025

28.1102

87.0105.0

28.1102

201

11430035.0

2

22222

vizδ

650,0=izδ m=6.5cm

26

1 1 0.04 0.02 0.005 0.02 0.25 0.03 0.00520 8 0.035 1.28 0.87 1.28 0.87 0.035 0.87

recq v =+ + + + + + + +

=10.314W/m2

2 2 2 2 2

2

1 2 10 0.5 10 2 10 25 10 2* 100.9* ( 35 4 ) 20 1.28 0.87 1.28 0.87 1.280.035

11 0.5* 10 10.87 8

iz sδ

− − − − −

−

∗ ∗ ∗ ∗+ + + + + + − = −

+ +

690,0=izδ m=6.9cm

27.5

1 1 0.03 0.02 0.005 0.02 0.25 0.04 0.00520 8 0.035 1.28 0.87 1.28 0.87 0.035 0.87

recq s =+ + + + + + + +

=10.909W/m2

3. Calculul grosimii izolaţiei şi densităţii fluxului de căldură a plafonului:

+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−+=

−−−−

201

28.1102

87.0105.0

39.11015

76.0101

201

1141535035.0

2222

tizδ

0.137=tizδ m =13.7cm

5281.446

035.015.0

28.102.0

87.0005.0

39.115.0

76.001.0

201

201

46=

++++++=recq = 10.158W/ m2

4. Calculul grosimii izolaţiei şi densităţii fluxului de căldură a podelei:

+

∗+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−=

−−−−−

201

28.1103

87.0105.0

87.0105.0

39.1106

76.0103

201

11415*035.0

22222

pizδ

0243.0=izδ m =2.43cm 11

1 1 0.03 0.06 0.05 0.05 0.03 0.0320 20 0.76 1.39 0.87 0.87 1.28 0.035

recq =+ + + + + + +

= 10.235W/ m2

CAMERA DE RĂCIRE 3 1.Calculul grosimii izolaţiei şi densităţii fluxului de căldură la pereţii exteriori:

+

∗+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−=

−−−−−

201

28.1102

87.0105.0

28.1102

87.01038

87.0102

201

11535035.0

22222

eizδ

0.0745=eizδ m=7.45cm

301 1 0.02 0.38 0.02 0.005 0.02 0.8

20 20 0.87 0.87 1.28 0.87 1.28 0.035

recq =+ + + + + + +

= 10.407W

3.) Calculul grosimii izolaţiei şi densităţii fluxului de căldură la pereţii interiori:

2 2 2 2 2

2

1 2 10 0.5 10 2 10 25 10 2* 100.9* ( 35 5 ) 20 1.28 0.87 1.28 0.87 1.280.035

11 0.5* 10 10.87 8

izvδ

− − − − −

−

∗ ∗ ∗ ∗+ + + + + + − = −

+ +

660,0=izδ m=6.67cm

26.51 1 0.03 0.02 0.005 0.02 0.25 0.04 0.1

20 8 0.035 1.28 0.87 1.28 0.87 0.035 0.87

recq v =+ + + + + + + +

=11.068W/m2

++

++∗

+∗

+∗

+∗

+−

−=

−

−−−−−

81

87.010*5.0

28.110*2

87.01025

28.1102

87.0105.0

28.1102

201

11518035.0

2

22222

nizδ

2310,0=izδ m=2.31cm

13

1 1 0.04 0.02 0.005 0.02 0.25 0.04 0.00520 8 0.035 1.28 0.87 1.28 0.87 0.035 0.87

recq n =+ + + + + + + +

=11.046/m2

2 2 2 2 2

2

1 2 10 0.5 10 2 10 25 10 2* 100.9* ( 35 5 ) 20 1.28 0.87 1.28 0.87 1.280.035

11 0.5* 10 10.87 8

iz sδ

− − − − −

−

∗ ∗ ∗ ∗+ + + + + + − = −

+ +

660,0=izδ m=6.67cm

26.51 1 0.03 0.02 0.005 0.02 0.25 0.04 0.1

20 8 0.035 1.28 0.87 1.28 0.87 0.035 0.87

recq s =+ + + + + + + +

=11.068W/m2

Calculul grosimii izolaţiei şi densităţii fluxului de căldură a plafonului:

+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−+=

−−−−

201

28.1102

87.0105.0

39.11015

76.0101

201

1151535035.0

2222

tizδ

0.135=tizδ m =13.5cm

451 1 0.01 0.15 0.005 0.02 0.15

20 20 0.76 1.39 0.87 1.28 0.035

recq =+ + + + + +

= 10.607W/ m2

4. Calculul grosimii izolaţiei şi densităţii fluxului de căldură a podelei:

+

∗+

∗+

∗+

∗+

∗+−

−=

−−−−−

201

28.1103

87.0105.0

87.0105.0

39.1106

76.0103

201

11515*035.0

22222

pizδ

0243.0=izδ m =2.43cm 10

1 1 0.03 0.06 0.05 0.05 0.03 0.0320 20 0.76 1.39 0.87 0.87 1.28 0.035

recq =+ + + + + + +

= 10.731W/ m2

II. CALCULUL NECESARULUI DE FRIG

1. Sarcina de răcire datorată infiltrării de caldură din exterior

)(***024.01 ieii ttKAQ −=

unde:

Ai[m]- suprafaţa neizolată a peretelui

Ki[W/m2K]- coeficientul de transfer termic total al peretelui

te[○C]- temperatura exterioară

ti[○C]- temperatura interioară

)(* ieirec ttKq −=

reci qAQ **024.01 =⇒

TUNELUL DE CONGELARE (carne porc):

Q1 (V)= 0.024*30*11.25 = 8.1 kWh/zi

Q1 (N)= 0.024*20*10.299 = 4.943 kWh/zi

Q1 (S)= 0.024*20*9.863=4.734kWh/zi

Q1 (E)= 0.024*30*10.294=7.411kWh/zi

Q1 (TAVAN)= 0.024*24*10.832=6.239 kWh/zi

Q1 (PODEA)= 0.024*24*9.992=5.775 kWh/zi

Q1(1)= Q1V+Q1S+Q1N+Q1E+Q1TAVAN+Q1PODEA

Q1(1)= 8.1+4.943+4.734+7.411+6.239+5.775

Q1(1)= 37.185 kWh/zi

CAMERA DE RĂCIRE 2 (pepeni):

Q1 (V)= 0.024*30*10.314=7.426 kW/zi

Q1 (N)= 0.024*30*10.754=7.743kWh/zi

Q1 (S)= 0.024*30*10.909=7.854 kWh/zi

Q1 (E)= 0.024*30*10.754=7.743kWh/zi

Q1 (TAVAN)= 0.024*36*10.158=8.777kWh/zi

Q1 (PODEA)= 0.024*36*10.235=8.843 kWh/zi

Q1(2)

= Q1V+Q1S+Q1N+Q1E+Q1(TAVAN)+Q1(PODEA)

Q1(2)= 7.426+7.743+7.854+7.743+8.777+8.843

Q1(2)

= 48.388 kWh/zi

CAMERA DE RĂCIRE 3 (branza):

Q1 (V)= 0.024*25*11.068=6.640 kW/zi

Q1 (N)= 0.024*20*11.046=5.302 kWh/zi

Q1 (S)= 0.024*20*11.068= 5.312kWh/zi

Q1 (E)= 0.024*25*10.407=6.244 kWh/zi

Q1 (TAVAN)= 0.024*20*10.607=5.091 kWh/zi

Q1 (PODEA)= 0.024*20*10.731=5.151kWh/zi

Q1(3)

= Q1V+Q1S+Q1N+Q1E+Q1(TAVAN)+Q1(PODEA)

Q1(3)= 6.640+5.302+5.312+6.244+5.091+5.151

Q1(3)

= 33.742 kWh/zi

2. SARCINA DE RĂCIRE DATORATĂ RĂCIRII ŞI CONGELĂRII

PRODUSELOR (Q2):

Spaţiul de răcire este si spaţiu de depozitare, atunci suprafaţa ocupată de către produsele

în curs de răcire trebuie să fie mai mare de 5-10% din suprafaţa prevăzută pentru răcire

şi depozitare. Această condiţie este impusă de păstrarea temperaturii şi umidităţii aerului

din camera frigorifică. Pentru calculul acestei călduri, trebuie cunoscută cantitatea

maximă de produse care poate ocupa camera frigorifică. Această cantitate are o

densitate volumică mai mare la tunelele de congelare rapidă decât la camerele de răcire

şi depozitare pe termen lung.

Suprafaţa utilă a pardoselii camerei frigorifice se calculează ţinând cont de:

- distanţa de la perete la produsele depozitate (0.3m)

- distanţa de la panourile de răcire (0.4m)

- distanţa de la canalul de distribuţie al aerului (0.3m)

- căile de acces între produse – fără stivuitor- (1.2m)

- calea pentru supravegherea răcirii produselor (0.5m)

TUNELUL DE CONGELARE:

• Suprafaţa utilă a pardoselii:

Ak= Ag*βA [m2]

unde:

Ag- suprafaţa construită; Ag=24 m2

βA- coeficient de utilizare al pardoselii camerei de răcire şi depozitare (depinde

de suprafaţa camerei)

Pentru suprafeţe între (30…50) m2 , βA= (0.65…0.75)

βA= 0.70

⇒Ak= 24*0.65

Ak= 15.6 m2

Sarcina pardoselii pe pământ depinde de rezistenţa betonului armat luând valori

până la 4000 [kg/m3]

• Volumul util al tunelului de congelare:

Vk= 0.6βV*Vg [m3]

βV - coeficient de utilizare al volumului

Vg[m3]- volumul construit al camerei izolate

βV= (0.75…0.90)βA= 0.80*0.65 ; βV= 0,52

Vg= 6*4*5=120 m3

⇒Vk= 0.6*0.52*120=37.44

•Capacitatea de depozitare a camerei frigorifice M [Kg, tone] depinde de modul

de depozitare al produselor : (prin stivuire)

M = Vk*mvk = 37.44*250 =9.36 t/zi •Cantitatea de produse ce se poate prelucra termic în 24de ore :

0

24 24* 9.36* [ / ]13 7t M

M M t ziτ τ

′ = =+ +

= 11.232 t/zi

2Q = ( ) ( ) ( )1 0 2 1 21 1' 335 '

3600 3600upi pi i i i i i i uai ai ii i

M c t t c t t M c t tφ ω − + + − + − ∑ ∑

unde :

cpi [kJ/KgK]- capacitatea termică masică a produselor până la punctul de îngheţ al

apei sau sucurilor din produs; cp= 2.51 KJ/kgK

t1i[°C]- tempratura de început a congelării ; t1i= 10 °C

ϕi[Kg/Kg]- cantitatea de apă din produs; ϕi= 0.46

Mua[Kg/zi]- cantitatea de ambalaj corespunzător produselor;

t2[°C]- temperatura produselor la ieşire ;t2= -30°C

t′=2°C

c0i[kJ/KgK]- capacitatea termică masică a produselor după congelare cp0=1.55

KJ/kgK

ω[%]- ponderea gheţii în produsul răcit la t2; ω= 0.92 %

ca[kJ/KgK]- capacitatea termică masică a ambalajului; ca= 0 KJ/kgK

21Q *{11.232*[2.51(10+2) 0.46*0.92*335] 1.55*(-2+30)]}

3600= + +

Q2(1)=671.71 kWh/zi

CAMERA DE RĂCIRE 2:

Depozitarea se face în lăzi de lemn stivuite pe podeaua camerei.

Mup= 20%(Mp)

Q2= 36001 *[Mup*cp+Mua*ca]*(t1-t2)

zikWh

unde :

Mup[kg/zi]- cantitatea de produse de acelaşi fel şi aceiaşi stare iniţială introduse în

camera frigorifică

cp[kJ/kg K]- capacitatea termică masică a alimentului;

cp= 3.85KJ/kgK

Mua[kg/zi]- cantitatea de ambalaj corespunzător produselor

ca[kJ/Kg K]- capacitatea termică masică a ambalajului; ca=1.46 KJ/kgK

Mp= Vk*mVK= βV*Vg* mVK

βV= (0.75…0.90)βA= 0.80*βA; βA(suprafaţa Ag); βA=0.80 ⇒βV= 0.80*0.65= 0.52

Vg= b*d*h= 6*6*5=180 m3

mVK=230kg/m3

Mp= 0.52*180*230= 21528 kg/zi= 21,528 t/zi avanad o incarcare de 20%⇒

Mup= 0.2*21.528=4.305 t/zi

cp= 3.85 kJ/kg K

⇒Mua=0.15*4.305 = 0.645 t/zi

ca= 1.46 kJ/kg K pentru lemn

t1= 18°C

t2= 4°C

21Q [(4305*3.85 645*1.46)*(18-4)]

3600= +

Q2(2)= 68.13 kWh/zi

CAMERA DE RĂCIRE 3 :

Q2= 36001 *[Mup*cp+Mua*ca]*(t1-t2)

zikWh

Depozitarea se face in lazi de lemn, prin stivuire.

Mup= 20%(Mp)

Mp= Vk*mVK= βV*Vg* mVK

βV= (0.75…0.90)βA= 0.80*βA; βA(suprafaţa Ag); βA=0.65 ⇒βV= 0.80*0.65= 0.52

Vg= c*e*h= 4*5*5= 100 m3

mVK= 500 kg/m3

Mp= 0.52*100*500=26000 kg/zi= 26 t/zi avanad o incarcare de 20%⇒

Mup= 0.2*26000=5200 kg/zi=5.2 t/zi

Mua= 0.15*5200= 780 kg/zi= 0.78 t/zi

cp= 2.85 kJ/kg K

ca= 1.46 kJ/kg K pentru lemn

t1= 18 °C

t2= 5 °C

21Q [(5200*2.85 780*1,46)*(18-5)]

3600= +

Q2(3)= 57.629 kWh/zi

3. SARCINA DE RĂCIRE DATORATĂ AERISIRII SI INFILTRARII AERULUI

AMBIANT IN CAMERA FRIGORIFICĂ(Q3):


Q3(1)

= ( ) ( )usugiusui iiVniiV −=− ρρ3600

13600

1 [kwh/zi] (4.18)

în care: - ni = numărul schimburilor de aer prin infiltrări ni = 8 - uρ

= densitatea aerului la condiţiile din camera frigorifică uρ

=1.432 - is, iu [kJ/kg] = entalpiile specifice ale aerului ambiant respectiv aerului din

camera frigorifică. is = 130.3 ; iu = -29.6

- Vg= 6*4*5=120 m3

( 1 )3

1 * 8* 120* 1.432* (130.3 29.6 )3600

Q = −

Q3(1)

= 61.06 kWh/zi


Q3 = ( ) ( )usugvusuv iiVniiV −=− ρρ3600

13600

1 [kwh/zi]

1. Determinarea volumului de aer vehiculat (VV):

iadmCO

iCOCOV Pr

TRMV

***

.2

22=

unde:

2COM [kg/zi]- masa de CO2 corespunzătoare volumului de produse

.2admCOr [%]- concentraţia maximă admisă de Co2;

2COR = 189 J/kg

Ti= ti+273.15= 4+273.15= 277.15 °K; ti= 4 °C;

.2admCOr = 0.5%

Pi= 101315 Pa

MCO2=?

1.1. Determinarea lui MCO2: 3

)()()( 10*]**24**)()24(***[222022022

−′′+′−+−′+′= τττ neeMMeMeMM COtCOuppTtCOupTtmCOupCO

unde:

)(2 mtCOe′ [g/th]- masa de CO2 care se degajă dintr-o tonă din produsul considerat într-o

oră la temperatura (tm)

)( 22 tCOe′ [g/th]- masa de CO2 care se degajă dintr-o tonă din produsul considerat într-o

oră la temperatura (t2)

0Tτ - timpul necesar prelucrării termice

2COe ′′ -cantitatea aproximativă de CO2 datorată prezenţei oamenilor în camera

frigorifică (depinde de intensitatea muncii).

n- număr de oameni

τ- timp de lucru

1.1.1. Determinarea lui )(2 mtCOe′ :

Valoarea lui se consideră la temperatura medie (tm):

mt

u

u

uu

tttt

ttttt

−−

−−−+=

2

1

21

ln

)()(

mt (18 4 ) (6 4 )4 10,1618 4ln6 4

C− − − = + = −−

Pentru salata, la temperatura de 0…10°C, 2COe′ = 3…10 [g/th]

⇒pentru tm= 10,16°C, )(2 mtCOe′ = 10 g/th

1.1.2. Determinarea lui )( 22 tCOe′ :

t2= 4°C⇒ )( 22 tCOe′ = 3,86 g/th

1.1.3.Determinarea lui 0tτ :

Pentru legume răcite 0tτ = 5÷10[h] 0t

τ = 7.5h

1.1.4 Determinarea lui 2COe ′′ :

Pentru munci grele 2COe ′′ = 30 ÷ 40 [g/th] 2COe ′′ = 35 g/th

1.1.5 Determinarea lui n*τ:

Se apreciază că un muncitor poate manipula 1.5 t/h de alimente

n*τ= 4.305 2.87 1.5 1.5

Mup= =

Mco2= [4.305*10*7.5+4.305*3,86*(24-7.5)+(21,504-4.305)*3,86*24+35*2,87 ]*10-3

Mco2=2290.826*10-3Kg/zi= 2.29 Kg/zi

2.29* 189* 277.150.005* 101315VV⇒ = VV= 236.792 m3/zi

ρu= 1.253 kg/m3

(is)=130.3 kj/kg şi (iu)= 16.81 kj/kg

⇒Q3=1 * 236.792* 1.253* (130.3 16.81)

3600−

Q3(2)

= 9.472 kWh/zi


1. Determinarea volumului de aer vehiculat (VV):

iadmCO

iCOCOV Pr

TRMV

***

.2

22=

unde:

2COM [Kg/zi]- masa de CO2 corespunzătoare volumului de produse

.2admCOr [%]- concentraţia maximă admisă de Co2;

2COR = 189J/Kg

Ti= ti+273.15= 5+273.15= 278.15 °K; ti= 5 °C;

.2admCOr = 0.5%

Pi=101315 Pa

MCO2=?

1.1. Determinarea lui MCO2: 3

)()()( 10*]**24***)()24(***[222022022

−′′+′−+−′+′= τττ neeMMeMeMM COtCOuppTtCOupTtmCOupCO unde:

)(2 mtCOe′ [g/th]- masa de CO2 care se degajă dintr-o tonă din produsul considerat într-o

oră la temperatura (tm)

)( 22 tCOe′ [g/th]- masa de CO2 care se degajă dintr-o tonă din produsul considerat într-o

oră la temperatura (t2)

0Tτ - timpul necesar prelucrării termice

2COe ′′ - cantitatea aproximativă de CO2 datorată prezenţei oamenilor în camera

frigorifică (depinde de intensitatea muncii).

n- număr de oameni

τ- timp de lucru

Din branza nu se degajă CO2⇒ MCO2= 2COe ′′ *n*t*10-3

1.1.1. Determinarea lui 2COe ′′ :

Pentru munci grele 2COe ′′ = 40÷70 [g/th]

2COe ′′ = 55 g/th

1.1.2 Determinarea n*τ:

Se apreciază că un muncitor poate manipula 1.5 t/h de alimente

n*τ= 261.5 1.5

Mup=

n*τ= 17.333 kg.

⇒Mco2= 55*17.333*10-3= 0.953 kg/zi

0.953* 189* 278.15

0.005* 101325VV⇒ = =98.921 m3/zi

ρi= 1.248 kg/m3

(is) =130.3 KJ/kg si (iu)= 18.76 KJ/kg

Q3= 1 * 98.921* 1.248* (130.3 18.76 )

3600−

Q3(3)

= 3.825 kWh/zi

4. SARCINA DE RĂCIRE DATORATĂ DEGRADĂRII BIOLOGICE A

PRODUSELOR DEPOZITATE (Q4):

CAMERA DE RĂCIRE 2 (pepeni):

Q4 = ( )∑i

iiM τmid tq3600

1 [kWh/zi]

mtu

u

uuu

tttt

ttttt

−−

−−−+=

2

1

21

ln

)()(

mt (18 4 ) (6 4 )4 10.1618 4ln6 4

C− − − = + = −−

41 [( 4.3056*75* 2 ) 4.3056*75* ( 24 2 ) ( 21.528 4.3056 )*75* 24 ]

3600Q = + − + −

Q4(2)

= 4.8438 kWh/zi

5. SARCINA DE RĂCIRE DATORATĂ CHICIUREI DE PE

VAPORIZATOARE(Q5):

Temperatura de vaporizare a agentului frigorific fiind mai mică decât temperatura de

rouă a aerului din camera frigorifică, pe suprafaţa vaporizatorului apare chiciura.

Umiditatea din care se formează chiciura provine din uscarea produselor în timpul

prelucrării termice sau al depozitării, precum şi datorită prezenţei aerului înfiltrat în

camera frigorifică.

În calcul, temperatura chiciurei se consideră egală cu temperatura suprafeţei

vaporizatorului, în realitate fiind mai mică decât aceasta.


Q5

= ( ) ( )( )

−−ρ+−∑

j0usugi0jj ixxVniiw

36001

[kWh/zi]

Wj [kg/zi]- cantitatea de umiditate provenită din produsul alimentar tip j

într-o zi Wj =1.5%* M ′ kg/zi =0.015*11232 = 168.48 kg/zi

ij [kJ/Kg]- entalpia specifică a umidităţii separate pe vaporizator, la temperatura t2

i0 [kJ/Kg]- entalpia specifică a chiciurei la temperatura t0

ni- numărul de schimburi pe zi

Vg [m3/zi]- volumul de aer infiltrat pe zi

ρu [kg/m3]- densitatea aerului

xs,xu [kg/kg]- conţinutul de umiditate al aerului ce intră în cameră la temperatura tu

t2= -30°C

t0= -30-4= -34°C

ij= 2.04* t2-335= 2.04*(-30)-335= -396.2 kJ/Kg

i0= 2.04* t0-335= 2.04*(-34)-335= -404.36 kJ/Kg

Calculul lui xs,xu

xs = 7.727 g/kg = 0.007727 kg/kg

xu = 0.232 g/kg =0.000232 kg/kg

Calculul lui ni :

Numărul de schimburi depinde de volumul tunelului de congelare Vg

Vg= 120 m3 ⇒ ni(1)= 8 schimburi pe zi

ρu= 1.432 kg/m3

51Q * [168.48 * (-396.2 404.36)+8*120*1.432 *(0.007727-0.000232)* 404.36]

3600= +

Q5(1)

= 1.539 kWh/zi


Wj =0.7%* M ′ kg/zi =0.007*4305.6 = 30.1392 kg/zi

t2= 4°C

t0= 4-10= -6°C

ij= 2.04* t2-335= 2.04* 4 =8.16kJ/Kg

i0= 2.04* t0-335= 2.04*(-6)-335= -347.24 kJ/Kg

Calculul lui xs,xu

xs = 13.1 g/kg = 0.0131 kg/kg

xu = 5.097 g/kg = 0.00597 kg/kg

Calculul lui ni :


Vg= 180 m3 ⇒ nv(2)= 236.792 1.315

180v

g

VV

= =

ρu= 1.253 kg/m3

51Q * [30.1392*(8.16+347.23)+1.315*180*1.253*(0.0131-0.00597)*347.24]

3600=

Q5(2)

= 3.179 kWh/zi


Wj =0.1%* M ′ kg/zi =0.01*5200 = 52 kg/zi

t2= 5°C

t0= 5-10= -5°C

ij= 2.04* t2-335= 2.04* 5 =10.2 kJ/Kg

i0= 2.04* t0-335= 2.04*(-5)-335= -345.2 kJ/Kg

Calculul lui xs,xu

xs = 13.1 g/kg = 0.0131 kg/kg

xu = 5.471 g/kg =0.005471 kg/kg

Calculul lui ni :


Vg= 100 m3 ⇒ nv(3)=

98.921 0.9892100

v

g

VV

= =

ρu= 1.248 kg/m3

51Q * [52*(10.2+345.2)+0.9892*100*1.248*(0.0131-0.005471)*345.2]

3600=

Q5(3)

= 5.223 kWh/zi

6. SARCINA FRIGORIFICĂ DATORATĂ ACTIVITĂŢII

OAMENILOR(Q6) :

Q6 = n*τ*qr [kWh/zi]

n- numărul de muncitori

τ- timpul de lucru (se admite că un lucrător transportă cu stivuitorul produse

alimentare în cantitatede 1.5 tone/oră)

qr[kW]- intensitatea degajării căldurii unui lucrător la o activitate de intensitate

medie.


11.232* 7.488 /h1.5 1.5 1.5

up pM Mn tτ = = = =

Pentru t=-30°C, qr= 0.43 kW

Q6 = 7.488*0.43

Q6(1)

= 3.2198 kWh/zi


21.528* 14.3521.5 1.5 1.5

up pM Mn τ = = = = t/h

Pentru t= 4°C, qr= 0.240 kW

Q6 = 14.352*0.240

Q6(2)

= 3.444 kWh/zi


26.000* 17.333 /h1.5 1.5 1.5

up pM Mn tτ = = = =

Pentru t= 5C, qr= 0.23 kW

Q6 = 17.333*0.23

Q6(3)

= 3.986 kWh/zi

7. SARCINA DE RĂCIRE DATORATĂ ILUMINATULUI(Q7):

Căldura evacuată depinde de intensitatea iluminatului şi de durata totală de

funcţionare a instalaţiei de iluminat.

Instalaţia de iluminat funcţionează 24h/zi

Q7= Nilu*τ= ηilu*Ag*nilu*24 [kWh/zi]

Nilu[kW]- puterea instalată totală a instalaţiei de iluminat.

τ[h]- timpul de funcţionare al instalaţiei pe zi

ηilu[kW/m2]- coeficient de utilizare al instalaţiei de iluminat

nilu- intensitatea specifică raportată la 1m2 din suprafaţa construită

De obicei, nilu=0.01[kW/m2] şi ηilu=0.3

⇒ Q7= 0.072*Ag [kWh/zi]

unde:

Ag- suprafaţa camerei


Ag=4*6= 24 m2

Q7= 0.072*24

Q7(1)

= 1.728 kWh/zi

CAMERA DE RĂCIRE 2:

Ag=6*6=36m2

Q7= 0.072*36

Q7(2)

= 2.592 kWh/zi


Ag=5*4= 20m2

Q7= 0.072*20

Q7(3)

= 1.44 kWh/zi

8. SARCINA DE RĂCIRE DATORATĂ VENTILATOARELOR(Q8):

Teoretic, această sarcină nu se poate calcul decât după ce se cunoaşte

caracteristica răcitorului de aer şi a ventilatorului, ea fiind echivalentul caloric al

lucrului mecanic consumat de electromotorul ventilatorului.

Practic, se determină di următoarea relaţie:

Q8= aΣQi

a- coeficient de propagare


Q8= aΣQi = a*( Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7) [kWh/zi]

Pentru camere cu congelare rapidă, a= 0.2

Q8=0.2*(37.185+671.711+61.06+0+1.539+3.219+1.728)

Q8(1)

= 155.288kWh/zi


Q8= aΣQi = a*( Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7) [kWh/zi]

Pentru camere cu răcire rapidă, a= 0.1

Q8=0.1* (48.388+68.131+9.472+12.737+3.179+3.444+2.592)

Q8(2)

= 14.794 kWh/zi


Q8= aΣQi = a*( Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6 + Q7) [kWh/zi]

Pentru camere cu răcire rapidă, a= 0.1

Q8= 0.1* (33.742+57.629+3.825+0+5.223+3.986+1.44)

Q8(3)

= 10.584 kWh/zi

9. SARCINA DE RĂCIRE (PUTEREA DE RĂCIRE) A

VAPORIZATORULUI (Q0′):

[kWh/zi]8

180 ∑

=

=′I

QQ


Q0′= Q1 +Q2+Q3+Q4 +Q5+Q6 +Q7+Q 8

Q0′= 37.185+671.711+61.06+0+1.539+3.219+1.728+155.288

Q0′= 931.732 kWh/zi

Sarcina de răcire a vaporizatorului se determină astfel încât să se acopere necesarul

de răcire în perioada de răcire τefectiv[h] (care este mai mică de 24ore datorită

perioadelor de întreţinere) astfel încât, sarcina efectivă va fi :

Q0′v =efectivτ

)1(0Q′

Pentru frigidere industriale τefectiv =16…20[h/zi]; τefectiv=18h/zi

Q0′v =931.732

18 ⇒ Q0′v= 51.762 kW


[kWh/zi]8

180 ∑

=

=′I

QQ

Q0′= Q1 +Q2+Q3+Q4 +Q5 +Q6 +Q7 +Q 8

Q0′= 48.388+68.131+9.472+12.737+3.179+3.444+2.592+14.794

Q0′= 162.739 kWh/zi

Sarcina efectivă : Q0′v =efectivτ

′0Q

Pentru frigidere industriale τefectiv = 16…20 [h/zi]; τefectiv= 18 h/zi

0162.739Q

18v′ =

Q0′ef= 9.041 kW/zi


kWh/zi8

180 ∑

=

=′I

QQ

Q0′= Q1+Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6 +Q7 +Q 8

Q0′= 33.742+57.629+3.825+0+5.223+3.986+1.44+10.584

Q0′= 116.432kWh/zi

Sarcina efectivă : Q0′ef =efectivτ

′0Q

Pentru frigidere industriale τefectiv = 16…20 [h/zi]; τefectiv= 18 h/zi

Q0′ef =116.432

18

Q0′ef= 6.468 Kw

10. SARCINA DE RĂCIRE A COMPRESORULUI (Q0):

Q0=ηΣQ0′ v

Factorul de simultaneitate η = 0,7...0,9 este în funcţie de numărul de camere frigorifice şi condiţiile de exploatare (pentru o cameră frigorifică η =1).


η = 1

Q0 = 1* 51.762 ⇒ Q0 =51.762 kW

CAMERELE DE RĂCIRE 2 si 3

η = 0.8∗Q0 = 0.8*(9.041+6.468) ⇒ Q0 =12.407 kW

CALCULUL TERMODINAMIC AL CICLULUI INSTALAŢIEI FRIGORIFICE


Stabilirea temperaturilor de funcţionare

t0= ti-4= -30-4= -34°C

tk= tw+10= 35+10= 45°C

Citirea presiunilor corespunzătoare temperaturilor t0 şi tk din diagramă

t0= -34°C ⇒ p0= 1.321 bar

tk= 45°C ⇒ pk= 17.235 bar

0 * 1.321*17.235 4.77m kp p p bar= = =

0

17.235 131.321

kc

pp

π = = =

4.5cπ ≥ ⇒ masina frigorifica cu compresie mecanica bietajata

Din diagramă⇒ i1= 391kJ/kg i5=256kj/kg

i2=422 kj/kg i6=256 kj/kg i3=405 kj/kg i7=198 kj/kg

i4= 437 kJ/kg i8=198 kj/kg

Determinarea lui q0 (capacitatea de răcire specifică) : q0

= i1

– i7

= i1

– i8

= r (1 – x5) [kcal/kg], [kj/kg]

q0

= 391-198 = 193 kj/kg

Determinarea lui m0 (debit masic al agentului frigorific):

00

0

51.762 0.2681 /193

Qm kg sq

= = =

q0

=193 kj/kg

Q0

=51.726 Kw

Lucrul mecanic specific consumat de compresorul 1

l1= i2-i1= 422-391 = 31 kJ/kg

Lucrul mecanic specific consumat de compresorul 2

l2= i4-i3= 437-405=32 kJ/kg

qk - sarcina de răcire specifică a condensatorului

qk= i4-i5= 437-256 = 181 kJ/kg

Determinarea lui m∆ :

2 30

3 6

422 405* 0.2681* 0.0305 /405 256

i im m kg si i

− −∆ = = =

− −

Determinarea lui m•

=> 0 0, 2681 0.0305 0.2986 /m m m kg s= ∆ + = + =

Vh -debitul volumic de agent circulat prin treaptele 1si 2 Vh1 = m0 *v1 =0.2681 *0.166 =0.0445 m3/s Din diagrama ⇒ v1 = 0.166 Vh2 = m *v3 = 0.2986 *0.048 =0.0143 m3/s Din diagrama ⇒ v3 = 0.048 P -puterea teoretică necesară acţionării compresorului (1) :

1 0 1*P m l•

= =0.2681 * 31 = 7.3111 kw

P -puterea teoretică necesară acţionării compresorului (2) :

2 2*P m l•

= =0.2986 * 32 = 9.5552 kw

Qk -sarcina termică totală a condensatorului: Qk = m * qk = 0.2986 *181 = 54.0466 kw

tε = eficienţa termică

0 0

1 2 1 2t

q Ql l P P

ε = =+ +

0

1 2

51.762 3.0687.3111 9.5552t

QP P

ε = = =+ +

0

1 2

193 3.06331 32t

ql l

ε = = =+ +

CAMERELE DE RĂCIRE 2 si 3

Stabilirea temperaturilor de funcţionare

t0= t i- 4= 5-10 = -5°C

tk= tw+10= 35+10= 45°C

Citirea presiunilor corespunzătoare temperaturilor t0 şi tk din diagramă

t0= -5°C ⇒ p0= 4.2 bar

tk= 45°C ⇒ pk= 17.235 bar

0

17.235 4.14.2

kc

pp

π = = =

4.5cπ ≤ ⇒ masina frigorifica cu compresie mecanica monoetajata

Din diagramă⇒ i1= 404kJ/kg

i2=439kj/kg i3=417 kj/kg

i4= 256 kJ/kg

i5= 256 kJ/kg Determinarea lui q0 (capacitatea de răcire specifică) : q0

= i1

– i4

= i1

– i5

= r (1 – x5) [kcal/kg], [kj/kg]

q0

= 404-256 = 148 kj/kg

Determinarea lui ma (debit masic al agentului frigorific):

0

0

12.407 0.0838 /148a

Qm kg sq

= = =

q0

=148 kj/kg

Q0

=12.407 Kw

Lucrul mecanic specific consumat de compresor

l = i2-i1= 439-404 = 35 kJ/kg

qk - sarcina de răcire specifică a condensatorului:

qk= i2-i4= 439-256 = 183 kJ/kg

Vh - debitul volumic de agent circulat Vh = ma *v =0.0838 * 0.0554 =0.00464 m3/s Din diagrama ⇒ v = 0.0554

P -puterea teoretică necesară acţionării compresorului

*aP m l= =0.0838 * 35 = 2.933 kw

Qk -sarcina termică totală a condensatorului:

Qk = ma * qk = 0.0838 *183 = 15.3354 kw

tε = eficienţa termică

0 0t

q Ql P

ε = =

0 12.407 4.232.933t

QP

ε = = =

0 148 4.22935t

ql

ε = = =

I. CALCULUL GROSIMII IZOLATIILOR TERMICE · I. CALCULUL GROSIMII IZOLATIILOR TERMICE . În regim...

Documents

Transcript of I. CALCULUL GROSIMII IZOLATIILOR TERMICE · I. CALCULUL GROSIMII IZOLATIILOR TERMICE . În regim...