Stabilirea necesarului de frig si a puterilor frigorifice

STABILIREA NECESARULUI DE FRIG SI A PUTERILOR FRIGORIFICE

Conform [4], consumul de frig timp de 24h se calculeaza cu relatia :

         [kcal/24h]

unde :

= necesarul de frig pentru acoperirea patrunderilor de caldura prin convectie, conductie si radiatie din mediul inconjurator prin pereti, pardoseala, plafon ;

= necesarul de frig tehnologic pentru procesele de racire, refrigerare congelare, eliminarea calduri de respiratie sau pentru unele procese chimice si biochimice

= necesarul de frig pentru ventilarea camerelor frgorifice cu aer proaspat care trebuie racit si uscat

= necesarul de frig rezultand din conditii de exploatare, acoperirea caldurii provenite din iluminat, din functionarea motoarelor, caldura provenita de la persoanele ce manipuleaza produsele, datorita deschiderii usilor etc,

1 Stabilirea necesarului de frig pentru acoperirea patrunderilor de caldura prin convectie conductie si radiatie

[kcal/24h]

unde :

F [m²] =suprafata peretilor, a pardoselei si a plafonului corespunzator fiecarui spatiu frigorific;

K [kcal/m²hgrd] = coeficient global de transmitere a caldurii prin conductie, convectie si radiatie, prin pereti, plafon si pardoseala;

= diferenta de temperatura dintre temperatura exterioara suprafetei de transfer termic si temperatura interioara spatiului frigorific ;

Pentru fiecare spatiu frigorific se iau in considerare 6 suprafete de transfer termic : 4 pereti, plafon si pardoseala. Valoare marimii la aparate (coloana 10 din tabelul nr. 6) se obtine prin insumarea fluxurilor calorice prin toate cele 6 suprafete delimitatoare.

La stabilirea valorii marimii la compresoare (coloana 12 din tabelul nr. 6) nu se iau in considerare fluxurile calorice prin suprafete ce separa spatii frigorifice.

Conventional, puterea compresoarelor se stabileste numai pe baza fluxurilor calorice exterioare ce patrund prin conturul izolat termic al acestuia, schimburile interne de caldura intre spatii frigorifice compensandu-se reciproc.

Exemplu de calcul al necesarului de frig pentru depozitul de carne

1.       Perete nord

L = 6+

unde : = grosimile straturilor de perete ce desparte un spatiu frigorific de unul nefrigorific ; = grosimea peretelui ce desparte doua spatii frigorifice ;

= 0. 396 m

= 0. 396 m

L =6. 792 m

H = 2. 4 +

unde : = grosimea plafonului camerei ;

= grosimea pardoselii camerei ;

= 0. 492 m

= 0. 433 m

H = 3. 325 m

F = L·H = 22. 573 m²

K= 0. 374 kcal/m²hgrd

= 21°C

= 4141. 152 kcal/24h

== 4141. 152 kcal/24h

2.       Perete sud:

F = 22. 573 m²

K= 0. 175 kcal/m²hgrd

= 45°C

= 4266. 297 kcal/24h

= 4266 kcal/24h

3.       Perete est :

B= 6+

unde: = grosimea peretelui exterior sud [m]

= 0. 581 m

= 0. 396 m

B = 6. 977 m

H = 3. 325 m

H = 3. 325 m

F = 23. 188 m²

K= 0. 364 kcal/m²hgrd

= 21°C

= 425 078 kcal/24h

== 425 078 kcal/24h

4.       Perete vest :

F = 23. 188 m²

K= 0. 360 kcal/m²hgrd

= 12°C

= 240 131 kcal/24h

= 400. 688 kcal/24h

5.       Plafon :

L = 6. 792 m

B = 6. 977 m

F = 47. 346 m²

K= 0. 161 kcal/m²hgrd

= 45°C

=8332. 606 kcal/24h

==8332. 606 kcal/24h

6.       Pardoseala:

F = 47. 346 m²

K= 0. 623 kcal/m²hgrd

=13°C

= 9202. 926 kcal/24h

= 9202. 926 kcal/24h

= 3430 289 kcal/24h

= 30497. 247 kcal/24h

Rezultatele calcului necesarului de frig pentru acoperirea patrunderilor de caldura prin convectie, conductie si radiatie, pentru toate camerele depozitului frigorific, sunt date in tabelul nr. 6.

Tabelul nr. 6

2. Stabilirea necesarului de frig tehnologic

pentru procesele de racire si refrigerare

Conform [4] se utilizeaza urmatoarea relatie de calcul:

= [ m(i- i) + (mc+ mc) + (t- t)] ;

unde:

m[kg] = masa produselor refrigerate sau racite introduse in spatiul de racire, respectiv intr-o zi ;

m, m[kg] = masa ambalajelor si mijloacelor de transport ce insotesc produsul pe tot tmpul procesului ;

C, C[kJ/kg·K] = caldurile specifice masice ale materialelor din care sunt confectionate ambalajele si respectiv mijloacele de transport;

i, i[kJ/kg] = entalpiile corespunzatoare temperaturilor initiale si finale ale produselor supuse procesului de racire ;

h] = durata procesului de racire;

Necesarul de frigpentru carne, peste, pasari, preparate si semipreparate din carne, oua, lactate si branzeturi, vin si bere, este zero, deoarece aceste produse se depoziteaza in camerele depozitului in stare congelata, refrigerata sau racita.

La produsele,, vii'' care in timpul procesului de racire si depozitare isi continua procesele de metabolism, cum este cazul,, respiratiei'' fructelor si legumelor conservate prin refrigerare, se va lua in considerare caldura de respiratie.

q[kJ/kg·24h] degajata de produs.

Valorile caldurii de respiratie qpentru fructe si legume la diferite temperaturi, se gasesc in anexa XXXVIII din [4].

Calculul necesarului de frig pentru acoperirea caldurii de respiratie este dat in tabelul numarul 7.

=q

Pentru depozitarea fructelor si legumelor proaspete se utilizeaza 190 ladite din lemn cu capacitatea medie de 25 kg/lada.

Masa unei ladite este de 1 kg/buc. iar a unei lazi de 5 kg/buc ; se utilizeaza 30 asemenea lazi cu capacitatea medie de 25 kg/lada.

Masa ambalajelor :

M= 340 kg

M = 0

Pentru 20°C, C= C= 2. 512 kJ/kg∙K

Entalpiile isi i ale fructelor si legumelor sunt din anexa XXXVIII din [4]

Tabelul numarul 7

= 8955 kcal/24h = 37499. 9 kJ/24h

Valoarea totala a necesarului de frig tehnologic pentru racirea fructelor, legumelor primite in stare proaspata rezulta din tabelul numarul 8.

Tabelul nr. 8

3. Stabilirea necesarului de frig pentru

ventilarea camerelor frigorifice

Necesarul de frig pentru ventilarea camerelor frigorifice cu aer proaspat care trebuie racit si uscat, conform [4] se calculeaza cu relatia:

[kcal/24h]

unde :

a = nr. de schimburi de aer proaspat in camere la 24h

a = (2÷4) schimburi pe zi pentru depozitele de lapte si produse lactate, carne si produse din carne

a = (2÷4) schimburi pe zi pentru depozitele de fructe si legume conservate prin racire

V[m³] = volumul camerelor ventilate

[kg/m³] = densitatea aerului la temperatura interioara

= entalpia corespunzatoare temperaturii din exteriorul incaperii

= entalpia corespunzatoare temperaturii din interiorul camerei

Valoarea initiala a necesarului de frig rezulta din tabelul nr. 9

Tabelul nr. 9

4 Stabilirea necesarului de frig pentru acoperirea patrunderilor de caldura in timpul exploatarii spatiilor frigorifice

Conform [4], necesarului de frig pentru acoperirea patrunderilor de caldura in timpul exploatarii spatiilor frigorifice se stabileste cu relatia:

Relatia se aplica separat pentru la aparate respectiv la compresoare considerand in mod corespunzator la aparate si la compresare .

In tabelul 10 s-a calculat valoarea necesarului de frig si pentru fiecare camera frigorifica.

5 Stabilirea necesarului zilnic de frig

si a puterii frigorifice a instalatiei

Sarcina frigorifica a instalatiei se calculeaza astfel:

a)       Pentru racirea directa :

= 1. 05 [kj/24h]

S-a majorat necesarul de frig cu 5% la racirea directa pentru a se lua in considerare si patrunderile de caldura pe traseul de conducte si la vaporizator.

b)  Pentru racirea indirecta :

=1. 2[kj/24h]

S-a majorat necesarul de frig cu 20% la racirea indirecta pentru a se tine seama de consumul suplimentar de frig pe circuitul secundar de vehiculare a agentului intermediar, patrunderile de caldura la bazinele de racire a agentilor intermediari, aportul de energie introdus de pompele de vehiculare a agentului intermediar, etc, elemente neconsiderate la stabilirea necesarului de frig

[h] = durata de functionare a compresoarelor

Pentru depozite se considera 20÷22h/24h, fiind necesare 2÷4h/24h intreruperile pentru reparatii de intretinere.

Valorile necesarului de frig zilnic si a puterii frigorifice pentru fiecare camera frigorifica precum si toata instalatia au fost calculate in tabelul nr. 11.

Exemplu de calcul a sarcinii frigorifice pentru depozitul de carne :

= 22h

= 389809. 75 kj/24h

= 1. 05 = 1860 556 kj/h = 5. 1679 kW

=1. 2= 21262. 35 kj/h = 5. 9061 kW

Tabelul nr. 11