determinarea necesarului de frig si calculul parametrilor instalatiei frigorifice
TRANSCRIPT
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
1/17
1
UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRICOLE SI MEDICINA VETERINARA
ION IONESCU DE LA BRAD DIN IASI
FACULTATEA DE AGRICULTURA
DETERMINAREA NECESARULUI DE FRIG
SI CALCULUL PARAMETRILOR
INSTALATIEI FRIGORIFICE
IASI
2013
Profesor indrumator:
Asist. dr. Vlahidis Virgil
Studenti: Chirica Oana
Ciudin Madalina
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
2/17
2
Capitolul I: Introducere
Sa se determine necesarul de frig pentru spatiul TR din cadrul depozitului frigorific prezentat in
figura 1 utilizat pentru refrigerarea carnii de pui la temperature de 0 C.
Fig. 1
Dimensiunile spatiului frigorific sunt: =8m; =18m; h=3,6m; iar temperatura exterioarase considera +30 C.
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
3/17
3
Capitolul II: Determinarea necesarului de frig
Pentru pastrarea temperaturii interioare necesarul de frig se calculeaza din bilantul termic pentru
un interval de 24h cu relatia:
Q=+++ (1)In care: Q1- cantitatea de caldura patrunsa din exterior
Q2- necesarul de frig tehnologic
Q3- necesarul de frig pentru ventilarea camerelor
Q4- necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor
II.1: Suprafata utila a depozitelor
Pentru determinarea suprafetei efevtive de depozitare se utilizeaza relatia:
Sn=[] (2)
Sn= =102,85Unde: S-suprafata spatiului
-coeficientul cu valoare 1,4
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
4/17
4
II.2: Norma de incarcare in functie de suprafata utila
Se determina cantitatea de produse stocate utilizand tabelul 1(I).
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
5/17
5
m=N*Sn [kg] (3)
Unde: N-norma de incarcare pe N= 180200 kg/
(n cutii, lazi)
m=N =180102,85=18513 kgII.3: Cantitatea de caldura patrunsa din exterior
Datorita diferentei de temperature si radiatiei solera cantitatea de caldura patrunsa din exterior se
calculeaza cu relatia:
=86,4* **(+) [kj/24h] (4) In care: = coeficient global de schimbare de caldura a elementului i.
Pereti interior si exterior au o structura multistrat prezenta in figura 2.
Structura multistrat a peretelui exterior:
fig 2
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
6/17
6
Structura multistrar a peretelui interior
Tencuiala exterioara cu = 1 W/m grad si = 23 cmZidarie din beton expandat cu =(0,230,52) W/m grad si =25 cmTencuiala suport cu =1,16 W/m grad si =23 cmBariera de vapori cu =0,384 W/m grad si =35 cmIzolatie de polistiren cu
=0,04 W/m grad si
=10 cm
Tencuiala finite cu =1,16 W/m grad si =23 cmPeretii interior au aceeasi structura mai putin stratul 4 (bariera de vapori)
Coeficientul global de transfer se calculeaza pentru fiecare perete cu relatia:
K= [
] (5)
- coeficient de transfer termic prin concvecie
=29 W/
grd pentru suprafeele dintre mediul
exterior al peretilor; pentru suprafaa exterioara a pereilor interior =12 W/grd; pentrusuprafeele dinspre interior ale pereior =8 W/grd.Pentru plafon se va adopta k=0,21 iar pentru podea k=0,49.
SI-suprafaa elementului de construcie respective; - diferena de temperature la care se gaseSte peretele respective:
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
7/17
7
-pentru perei exterior i plafoane ce sunt n acelai timpsi acoperi diferena de temperature
pentru care se face calculul este ==30(temperature exterioara se considera 30 C);-pentru perei interior, plafoanesi pardoseli ce separa spaiul frigorific de unul nefrigorific care
comunica direct cu exteriorul: (=0,7.0,8) ;-pentru perei interiori, plafoanesi pardoseli ce separa spaiul frigorific de unul nefrigorific care
nu comunica cu exteriorul: =0,6 ;-pentru perei interior, plafoanesi pardoseli ce separa doua spaii frigorifice similar: =0,4 ; - diferena de temperaturce ine cont de influena radiaiei solare care se ia n calculpentru perei exteriorisi plafoanele ce suntsi acoperi.
=86,4* **(+) [kj/24h]= 86,4*{ +
+
+18*8*0,21*(30+15)+18*8*0,49*0,6**30}= 343128.96 [kj/24h]
II.4 Necesarul de frig pentru racirea produselor
Reprezinta frigul tehnologic necesar pentru refrigerarea respectiv congelarea produselor.
Se calculeaza cu relaia:
=m*[(
)+25+
+
[kj/24h] (6)
In care: m-cantitatea de produse
,-entalpia iniiala respective finala a produselor(tabelul 2) =232,3; =354; =35C;-pierderea de masa a produselor(tabel 3) =0,6-cantitatea de caldura degajata prin reacii biochimice,=0
Tabel 2
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
8/17
8
Pentru ca regimul de racire este nestaionar se majoreaza prin nmulire cu 1,8.=1,8* (7)
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
9/17
9
= m*[( )+25++[kj/24h]= 18513*[(354-232,3)+25*0.6]= 2530727,1 [kj/24h]=1,8*=1,8*2530727,1= 4555308,78 [kj/24h]II.5 Necesarul de frig pentru ventilarea spaiilor
Reprezinta frigul necesar pentru racirea aerului proaspat introdus pentru ventilarea spaiului
considerat.
Se utilizeaza relaia: =V*a* ( [kj/24h] (8)= = = 1,29 (9)In care: V- volumul ncaperii
a-numarul de schimburi de aer pe zi; a= 2-4
,-entalpii ale aerului din mediul exteriorsi din interiorul depozitului; Pentru exteriorse considera o umiditate a aerului de 60%, iar pentru interior, pentru congelare umiditatea este de
95%, iar pentru refrigerare umiditatea relative a aerului se obine din tabelul 16,6. Entalpiile se
datermina cu ajutorul diagramei Molier U= 85%
-densitatea aerului n interiorul tunelului=71 kj/kg
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
10/17
10
=8 kj/kg=518,4*4*1,2*63=168521,47 kj/24hII.6 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor din timpul exploatarilor.
Reprezinta acoperirea aporturilor de caldura din exterior la deschiderea usilor datorita prezentei
operatorilor, datorita motoarelor electrice, surselor de iluminare. Se calculeaza cu relaia
aproximativa: =(0,10,4)* (10)In care coeficienii se aleg astfel: 0,1-pentru suprafetele mai 0,2-pentru 0,3- pentru 0,4-pentru =0,3*343128,96=102938,688 kj/24hDeci necesarul total de frig este:
Q=+++= 343128,96 +4555308,78+168521,47+102938,688=5079897.898 [kj/24h]
II.7 Sarcina frigorifica
Se calculeaza cu relaia (11)pentru un timp de funcionare de 20-21 h/zi. Necesarul se
majoreaza cu 5% pentru a lua n calcul pierderile de caldura care apar pe conducte spre
compressor.
=
*1,05 [kw] (11)
In care: -timpul de functionare=
*1,05=74,081 [kw]Cap.III: CALCULUL PARAMETRILOR INSTALATIEI
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
11/17
11
FRIGORIFICE
Racirea spatiului frigorific luat in calcul in etapa anterioara se face cu aer; de asemenea,
condensatorul instalatiei frigorifice este racit cu aer. Agentul frigorific utilizat este R134a (freon);
exponentul politropic al comprimarii este mc=1,15 si componentul politropic al destinderii md = 1,08.
III.1 Evolutia temperaturilor in vaporizator
Fig.4: Evolutia temperaturilor in vaporizator
Consideram temperatura aerului la intrarea in vaporizator tai, egala cu temperatura aerului din
interiorul incintei: tai = ti.
tai= ti= 00C(temperatura de refrigerare );
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
12/17
12
Scaderea de temperatura a aerului in vaporizator Ct o
a 5...3
0 , iar diferenta totala de temperatura
din vaporizator ;supraincalzirea agentului frigorific reprezentata prin procesul 2 3,se neglijeaza, Ct
O
si 6...3 (evolutia temperaturilor in vaporizator, fig.4 ).
Alegem4
0
at
;80 tott ;
Temperatura de vaporizare se determina astfel: ][00 Cttt O
totai (13)
].[7700 Ct
O
Din programul CoolPack, prin utilitarul tabele de saturatie pentru agentul frigorific mentionat se
determina presiunea p1, corespunzatoare temperaturii de vaporizare t 0; p1si t0sunt parametrii de intrare a
agentului frigorific in compresor.
P1=2.256 [Pa]
II.2 Evolutia temperaturilor in condensator
Temperatura aerului la intrarea in condensator taikeste temperature exterioara (30) (fig.5)
Fig. 5: Evolutia temperaturilor in condensator
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
13/17
13
Diferenta totala de temperatura in condensator este intre 10, rezulta ca temperature decondensare tk este data de relatia: (14). Se neglijeaza in aceasta etapa subracireaagentului frigorific. Presiunea p2 de condensare se determina din tabelele de saturatie din programul
CoolPack.
III.3.Trasarea ciclului de functionare al instalatiei frigorifice
In prealabil se calculeaza sau se aleg urmatoarele date initiale:
a. Temperature de refulare a vaporilor de agent frigorific dupa comprimare (15)
( )
b. Coeficientul de umplere al compresorului in functie de valoarea spatiului mort
[
]
(16)
( )
c. Alegerea valorii randamentului isentropic 0.Se traseaza ciclul de functionare al instalatiei frigorifice prin programe CoolPack, introducand
urmatoarele date:
Temperatura de vaporizare t0=-7 Temperatura de condensare tk=41 Randamentul isentropic=0.7 Sarcina frigorifica=74.081 kW Coeficientul de umplere
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
14/17
14
Se considera ca instalatia are schimbator de caldura cu temperature de subracire a lichidului TSC=4K si
grad de supraincalzire a vaporilor TSH=8K
23.580[kW] III.4.Alegerea componentelor instalatiei frigorifice
III.4.1. Alegerea vaporizatorului
Se utilizeaza pachetulde programe Gntner, utilitarul Evaporator in care se introduce urmatoarele dateinitiale:
Sarcina frigorifica=74.081 kW
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
15/17
15
Tipul freonului R134a Temperatura de vaporizare t0=-7 Temperatura de condensare tk=41 Gradul de subracire a lichidului 8K Gradul de supraincalzire a vaporilor 4K Temperatura din interiorul spatiului 0
Din lista vaporizatoarelor se allege schimbatorul de caldura care asigura un raport intre debitul orar de aer
si volumul spatiului frigorific intre 40Vaporizatorul ales are urmatorii parametri:
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
16/17
16
III.4.2. Alegerea grupului condensator-compresor
Alegerea grupului se face cu ajutorul programuluiBitzer prin optiunea Condensing Units in care se
introduce urmatoarele date initiale:
Agentul frigorific R134a Tipul compresoruluicu o singura treapta de comprimare Sarcina frigorifica=74.081 kW Temperatura de vaporizare t0=-7 Gradul de supraincalzire a vaporilor 4K
Se alege din lista oferita de program.
-
7/22/2019 Determinarea Necesarului de Frig Si Calculul Parametrilor Instalatiei Frigorifice
17/17
17
Bibliografie
- Porneala S.,Calculul depozitelor frigorifice,
- http://www.termo.utcluj.ro/ufa/ufapdf/ufa07.pdf
- Prof. dr. ing. Mugur Balan, Instalatii frigorifice,Universitatea Tehnica din Cluj Napoca,
- http://www.termo.utcluj.ro/if/if.pdf- CoolPack. Documents on the CD-rom. www.et.dtu.dk/CoolPack.
http://www.termo.utcluj.ro/ufa/ufapdf/ufa07.pdfhttp://www.termo.utcluj.ro/ufa/ufapdf/ufa07.pdfhttp://www.termo.utcluj.ro/if/if.pdfhttp://www.termo.utcluj.ro/if/if.pdfhttp://www.termo.utcluj.ro/if/if.pdfhttp://www.termo.utcluj.ro/ufa/ufapdf/ufa07.pdf