ProiectInstalaii frigorificeSpecializare : T.P.P.A Nume i Prenume: Balasei Iulian Bors Auras

1

Schem camer:

2

STAS : SR 1907 1/1997 SR 1907 2/1997 Pentru calculele sarcinii termice de iarn necesarul de cldur se calculeaz cu relaia: Q = Q Q fluxul termic cedat prin transmisie corespunztoare diferenei de temperature dintre interior i exterior ; Q - sarcin termic pentru nclzirea aerului intrat prin deschiderea uilor i a ferestrelor i prin neetaneiti; 2.1 Fluxul termic cedat prin transmisii se exprim ca sum a fluxurilor termice cedate prin fiecare component a camerei ( perei, plafon , podea , tmplrie ) cu relaia: Q =c mA

c c

coeficient de corecie care este n funcie de mas specific a elementelor de constructive; = 0,94

m coeficient de masivitate termic

m=1 A aria suprafeei fiecrei element al camerei [ m ] ti temperatura interioar ti = 20 C te temperatura exterioar te = - 18 C Ros rezistena termic specific a elementului constructiv Ros = Rse + Rsr

3

Rse = 0,042 [

]

Peretele exterior : Rsr rezerv specific la permeabilitate termic ; Rsr = b = 1,1 b = 1 = 0,8 [ = 0,04 [ d = 0,05 m d = 0,3 m Peretele interior : Ros = Rse + Rsr Rse = 0,042 Rsr = b = 1 = 0,80 [ ] ] ]

Podea si planseu: Ros = Rse + Rsr [ Rsr = b = 1 = 2,03 [ ] ]

Pentru ncperile alturate temperatura exterioar :

4

te' = ti ( 2 Fereastra : Ros = 0,39 [ Geamuri: h = 1,5 m l = 1,4 m Usa : h=2m l=1m

5 ) C

]

Qr = cm m A Qt1 Pext. = 0,94 1 [L h - (Lg lg) Q t2 Pint. = 2 0,94 1 ( l h ) Q t3 Phol = 0,94 1 [ L l - (Lu l u)] = = ]=

Q t4 = Pe + t = 2 0,94 1 (L l) Qtf = 1 0,5 Qt usa = 1 0,5 + lu hu = =

=

Qt1 = 0,94 1 [(L h) (lf hf) Qt1 = 0,94 (17,28 2,1)

=

5

Qt1 = 0,94 15,18 Qt1 = 14,26 24,35 Qt1 = 374,45 W

=

Qt2 = 2 0,94 1 ( 3,2 2,8)

=

Qt2 = 2 0,94 8,96 Qt2 = 2 4,79 Qt2 = 80,79 W

Qt3 = 0,94 1 (5,4 3,2 1 2)

=

Qt3 = 0,94 (17,28 2) Qt3 = 0,94 15,28 11,99 = Qt3 = 172,214 W Qptt = 2 0,94 1 ( 5,4 3,2 )

=

=

Qptt = 2 0,94 1 17,28 Qptt = 35,72 13,28 = Qptt = 474,36 W

=

Qtf = 1 0,5 (1,5 1,4) Qtf = 1 0,5 2,1 97,43 = Qtf = 102,30 W

=

6

Qt usa = 1 0,5 1 2

=

Qt usa = 1 0.5 1 2 11,62 = Qt usa = 11,62 w

QT = 374,45 + 80,79 + 172,214 + 474,36 + 102,30 + 11,62 = 1215,73 W

A0 coeficient de orientare Se determin dintr-un table din standardul SR 1907 ; se referea numai la pereii exterior i se alege n funcie de orientarea peretelui;

A0 = 5 m Ac - este un coeficient pentru compensarea suprafeelor reci i se utilizeaz doar n cazul n care rezisten termic medie a ncperii este mai mic de 10 [ Rezisten termic medie a ncperii se calculeaz cu relaia: Rm = ; ].

AT - aria total a camerei

AT = 2 ( L l + L h + l h) AT = 2 (5,4 3,2 + 5,4 2,8 + 3,2 2,80) = AT = 2 (17,28 + 15,12 + 8,96) = AT = 129,6

7

Rm =

= 2,56 [

]

Valoarea lui Ac se obine dintr-un grafic din standard ; Ac = 6,3 Sarcin termic pentru nclzirea aerului infiltrat prin pereii neetansitati se determin c valoarea maxim intre Qi1 si Qi2. Qi = max. (Qi1 , Qi2) Pentru Qi1 se foloseste relatia: Qi1 = [na0 cm v p cp (ti te) + Qu ] ( 1 + na0 debitul de aer proaspt (confort fiziologic); na0 = 0,22 10 paer = 1,26 kg/ cp = 917 J/kg Qu sarcin termic necesar nclzirii erului ptruns prin deschiderea uilor sau a geamurilor exterioare; Qu = 0,36 Ausa n (ti te) cm [W] Au suprafa tmplrie; n = 2 (numr de deschideri ntr-o or); Qi2 reprezint sarcina termic determinat n funcie de vitez convenional a vntului; Qi2 = { cm [ Ei L v (ti te) + Qu } ( 1 + E = 1 (factor care depinde de nlimea cldirii ) i coeficient de infiltrare a aerului prin rosturile de la geamuri i ui ; i = 0,0111 L lungimea rosturilor de la fereastr (geamuri cuplate cu geam dublu fix); L = 2 lg + 3 hg8

) [W]

) [W]

V viteaz convenional a vntului ; V = 5 m/s => v = 8,55 m/s Qu = 0,36 1,4 1,5 2 [20 (- 18)] 0,94 = Qu = 0,36 1,4 1,5 2 38 0,94 = Qu = 54 [W]

Qi1 = 0,22 10 0,94 ( L l h ) 1,26 917 38 + 54 ( 1 +

) [W] ) [W]

Qi1 = 0,22 10 0,94 ( 5,4 3,2 2,80 ) 1,26 917 38 + 54 ( 1 + Qi1 = 518,03 1,063 [W] Qi1 = 524,56 [W]

Qi2 = 0,94 [1 0,0111 7,3 8,55 (20 + 18) + 54 ] ( 1 + Qi2 = 80,26 [W] Se alege : Qi = Qi1 = valoarea Qi1 Q = QT ( 1 + ) + Qi [W]

) [W]

Q = 1215,73 ( 1 +

) + 524,56 [W]

Q = 1215,73 (1,11) + 524,56 [W] Q = 1874.02 [W]

Determinarea sarcinii de umiditate: Se noteaz cu Gv sarcin de umiditate a aerului din ncpere; Gd debitul de umiditate degajat ;

9

Gp debit de umiditate preluat; Gv = Gd - Gp [ Debitul de umiditate degajat este produs doar de prezena oamenilor n ncpere . Gd = G0 = N g m [kg / h ] Debitele de umiditate preluat se consider a fi = 0; Gom = 80 [ g/h ] N = numr de persoane N = nr. = 4 Gp = 0 Gd = G0 = 4 80 [ g/h ] = 4 0,08 [kg/h] = 0,32 [ kg/h ] Gv = 0,32 0 = 0,32 [ kg/h ] Determinarea parametrilor aerului insuflat: se determin folosind diagram entalpiei ( titlul Ix ) su diagram Mollier;

Se urmresc etapele : se determin punctul I corespunztor condiiilor din interiorul ncperii

ti = 20 si umiditatea 1 = 60 %; =

se calculeaza coeficientul de termo-umiditate: [ kJ / kg ] prin punctul I se traseaz o paralel la dreapt corespunztoare coeficientului de termoumiditate calculat; la intersecia paralelei cu dreapt corespunztoare temperaturii tc constant se determin prin punctual corespunztor parametrilor aerului introdus pe instalaia de climatizare ; 10 )

-

-

tc = ti + ( 6

10

=

=

=

=

=

=

= =

= 21082,72

Se determina debitul de aer pentru incalzirea camerei cu relatia : L=

=

[ kg/h ]

i = i1 ic c = x1 xc Ic = 55 i1 = 42 i = 42 55 = | -13 | = 13 [ kg/h ] L= L=

=

=

=

=

3,6 [ kg/h ]

L = 518,95 [ kg/h ]

11

PROIECTDeterminarea necesarului de frig i calculul parametrilor instalaiei frigorifice12

13

Dc depozit congelare DR depozit de refrigerare TR tunel de refrigerare Tc tunel de congelare Determinarea se va face pentru : Tc1 Ti = - 27 C ( pentru carne de porc ) 1. Determinarea necesarului de frig : Se calculeaz din relaia de bilan termic pentru 24 h : Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 Q1 cantitatea de cldur ptruns din exterior; Q2 necesarul de frig tehnologic; Q3 necesarul de frig pentru ventilarea camerelor; Q4 necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor din timpul exploatarii; nlimea spaiului este de : h = 3,5 m Temperatur extern este de : t = 30 Etape: 1.1. Su = : 1,4 =>TR 1,4 => Tc 1,3 => DR 1,3 => Dc14

Determinarea suprafeei utile a depozitului:

1.2.

Determinarea cantitii de produs stocat:

m = N Su [kg] N coeficient de ncrcare specific; N = 900 1.3. antitatea de cldur ptruns din exterior prin izolaie :

Q1 = 86,4 ki ( ti + tr ) * kJ/24h + Ki coeficient global de schimb de cldur; Peretele exterior i pereii interiori sunt multi-strat , cel exterior fiind fr barier de vapori. oeficientul global de transfer se calculeaz pentru fiecare perete n parte cu relaia urmtoare , iar pentru plafon K = 0,21 i pentru podea K = 0,49 : K=

15

Peretele exterior: Tencuial exterioar cu 1 = 1 * W/m.grd + si = 23 cm zidrie din beton expandat cu 2 = 0,23 0,52 * W/m.grd + si 2 = 25 cm; tencuial suport cu 3 = 1,16 [ W/m.grd + si 3 = 23 cm; barier de vapori cu 4 = 0,384 * W/m.grd + si 4 = 35 cm; izolaie din polistiren cu 5 = 0,04 * W/m.grd + si 5 = 10 cm; tencuial final cu 6 = 1,116 * W/m.grd + si 6 = 23 cm ; la fel c mai sus dar fr barier de vapori ( stratul 4 );

oeficientul global de transfer se calculeaz pentru fiecare perete n parte cu relaia: K=

in care:

16

- coeficieni de transfer termic respectiv ( suprafa dinspre mediul exterior a pereilor = 29 * W/m.grd + ) pentru suprafaa exterioar a pereilor interiori = 12 [ W/m.grd ] ; pentru suprafeele dinspre interior ale pereilor = 8 [ W/m.grd ]. Pentru plafon se v adopta K = 0,21, iar podea K = 0,49. t1 diferena de temperatur la care se gsete peretele respectiv; pentru pereii exteriori i platforme ce sunt n acelai timp i acoperi , diferena de temperatur pentru care se face calculul este :

t = tc = 30 t pentru pereii interni ,plafoane i pardoseli se separ spaiul frigorific de unul nefrigorific care comunic direct cu exteriorul:

t = ( 0,7 0,8 ) tc pentru pereii interiori ,plafoane i pardoseli ce separ spaiul frigorific de unul nefrigorific care nu comunic direct cu exteriorul :

t = 0,6 tc pentru pereii interiori, plafoane i pardoseli se separ dou spaii frigorifice similare : t = 0,4 tc tc - diferena de temperatur ce ine cont de influena radiaiilor solare , care se ia n calcul pentru pereii exteriori i plafoanele ce sunt i acoperiuri. tr = 0 pentru pereii exteriori orientai spre nord ; tr = 5 10 pentru pereii exteriori orientai spre est , vest , sud est i sud vest; tr = 15 pentru pereii exteriori orientai spre sud ; tr = 15 18 pentru plafoane care sunt i acoperi i teras;

Suprafata utila : S = 6 12 = 72 [ m ] 1.1. 1.2. Su = = = 51,42 [ m ]

m = N Su = 900 51,42 = 46278 [ kg ]

K =

17

Necesarul de frig pentru racirea produselor

Se calculeaz numai pentru tuneluri de congelare i refrigerare . 1. Pentru refrigerare Q'2 = n [ ( ii if ) + 25 Dn] + Qc [ kJ/24h ] 2. Pentru congelare Q'2 = n [ ( ii if ) + 28,35 Dn] [ kJ/24h ] Dn pierderile de mas a produsului ( tabel); ii if - entalpii iniiale i finale pentru temperaturile iniiale i finale; Temperatur iniial pentru refrigerare i congelare este: t = 35 Temperaturile finale pentru : - refrigerare: t = 4 C - congelare : t = -18 - 29

Qc - cantitatea de cldura degajat prin reacii biochimice; Qc = 0 Necesarul de frig se obine prin majorarea de 1,8 ori al rezultatului obinut. Q2 = Q'2 1,8 Q3 necesarul de frig pentru ventilarea pereilor ( rcirea aeruli proaspt introdus ); Q3 = v a i ( iext. ii ) [ kJ/24h ] V volumul spaiului; a numrul de schimburi de aer, a = 2 ; i densitatea aerului; i = [kg/ ]

18

iext. - ii -entalpia din exterior ( umiditatea relativ = 60 % ), iar n interiorul spaiului pentru produse congelate ( umiditatea relativ = 95 % ) , iar pentru refrigerate umiditatea se obine din tabel. Q4 = ( 0,1 .. 0,4 ) Q1 [ kJ/24h ] Q4 = 0,1 Q1 [ kJ/24h ] ii = 339,9 [ kJ/kg ] if = 4 [ kJ/kg ]

Dn = 0,4 % [ kJ/kg ] Dn = 0,4 % n = 0,004 46,278 = 0,185 [kg/ Necesarul de frig ]

i aerul din exterior : - t = 30 C - = 60 % iint. = - 26 [ kJ/kg ] iext. = 71 [ kJ/kg ]

Q1 = 86,4 Q1 = 86,4 1389,83 Q1 = 117301,65 [ kJ/24h ] ( )

0,083 + 0,002 + 0,5 + 0,017 + 2,5 + 0,017 + 0,125 K= Pext. = 2 19

Pext. = 514,66 W Pint. = 2 Pint. = 882,27 W Q1 = 86,4 [ (0,21 6 12 72) +( 0,49 12 6 0,6 57) + 514,66 + 882,27] Q1 = 86,4 3417,72 Q1 = 319000.89 [ kJ/24h ] Q'2 = 46278 [( 339,9 4) + 28,35 0,4] Q'2 = 46278 ( 335,9 + 11,34 ) Q'2 = 16069572 [ kJ/24h ] Q2 = 16069572 1,8 Q2 = 28925229 [ kJ/24h ] Q3 = ( 12 6 3,5 ) 2 Q3 = 252 2 Q3 = 504 96 96 [ 71 (- 26 ) ]

Q3 = 69437,76 [ kJ/24h ] Q4 = 0,4 Q1 Q4 = 0,4 319000.89 Q4 = 127600.35 [ kJ/24h ] QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 [ kJ/24h ] QT = 319000.89 + 28925229 + 69437,76 + 127600.35 [ kJ/24h ] QT = 29441268 [ kJ/24h ]

20

1. QE =

Sarcina frigorifica

1,05 [ kW ] 21 h/zi - produse refrigerate 22 h/zi - produse congelate

= 20 = 21

21

QE =

1,05 [ kW ]

QE =

1,05 [ kW ]

QE = 583,49 [ kW ] alculul parametrilor instalaiei frigorifice ; Presupunem c recirea spaiului frigorific se face cu aer; la fel i rcirea condensatorului instalaiei frigorifice . oeficienii politropici ai freonului R134 A sunt mc = 1,15 i md = 1,08. 2. Calculul vaporizatorului : Temperatur la intrarea n vaporizator este ti = i ; Temperatur la ieirea a aerului din vaporizator este tae ; Diferena total de temperatur n vaporizator este ttv ntre 6 10 C.22

t0 temperatura de fierbere a freonului t0 = tai - ttv ta0 = 3 3. Prin programul oolPack din tabelul de saturaie al freonului ales se obine presiunea P1 corespunztoare temperaturii de vaporizare t0 . Calculul temperaturii n condensator: Temperatur de intrare a aerului n condensator notat taik este : taik = te ( 30 C ) 5 C

Temperatur de ieire a aerului din condensator este notat taek ,iar diferena maxim ntre temperatur de condensare i de intrare a aerului n condensator este : ttv = 10 tk = 30 C ; Tot din tabelul de saturaie din utilitarul oolPack se obine presiunea P2 la care are loc condensarea vaporilor de freon n condensator; 4. Determinarea temperaturii agentului frigorific la refularea din compresor . Tref. = T0 5. Trasarea ciclului de funcionare a instalaiei frigorifice : Se face prin CoolPack prin introducerea temperaturii de vaporizare i condensare i alegerea randamentului izentropic prin ncercri . Se introduce coeficientul de umplere a compresorului ( influena spaiului mort ): = 0,03 ( 3 % ) =1* ] 20 , deci temperatur de condensare a freonului este tk = taik + ttk ;

Dup trasarea ciclului de funcionare se introduce puterea frigorific QE i coeficientul de umplere a compresorului rezult datele tehnice ale compresorului necesar.

23

t0 = ti 10 => t0 = - 27 10 = - 37 C tk = taik + tt => tk = 30 + 15 = 45 C tk temperatura din condensator; t0 temperatura de fierbere a freonului t0 = tai ttv; p1 = 0,602 p2 = 11,597 Coeficientul izentropic = 0,75 mc = 1,15 md = 1,08 Tref. = T0 T0 = 273,15 + t0 => T0 = 273,15 + ( - 37 ) = 236,15 C Tref. = 236,15 Tref. = 236,15 Tref. = 236,15 1,46 => Tref. = 344,779 273,15 => Tref. = 71,629 C => 236,15 => =>

=1* = 0,03 = 1 0,03 [

]

] =>

= 1 0,03 ( 15,20 1 ) =>

24

= 1 0,03 14,20 => = 1 0,426 => = 0,57

25