tehnica frigorifica

Upload: roman-ghenciu

Post on 13-Jul-2015

835 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Mod. Coala N.Document Semnat DataEfectuatVerificat GhenciuLitera Coala ColiCartofeanuConsultantTEHNICA FRIGORIFICAUTM FTMIAgr. TCr-071 Aprobat Contr.norm. CUPRINS:1. Introducere...22. Calculul capacitii camerei frigorifice....23. Calculul grosimii izolaiei pereilor...24. Calculul fluxurilor de cldur n camera frigorific i determinarea sarcinii termice asupra utilajului din camer i mainii frigorifice....54.1 Fluxul de cldur prin pereii ncperii din mediul ambiant Q1.64.2 Fluxul de cldur Q2 de la tratarea termic74.3 Fluxul de cldur Q3 de la ventilarea ncperii..84.4Fluxul de cldur Q4 de la diferite surse la exploatarea camerei..84.5 Fluxul de cldur de la respiraia fructelor i legumelor Q5...95. Determinarea sarcinii asupra utilajului din camera frigorific i asupra compresorului.106. Determinarea regimului de lucrual instalaiei frigorifice..117. Calculul termic al mainii frigorifice cu o treapt i selectarea compresoarelor (mainii frigorifice).12PROIECTUL CAMEREI FRIGORIFICEPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. Data8. Calculul puterii frigorifice a compresorului pentru condiiile regimului standard..139. Calculul i selectarea rcitorului de aer...14Bibliografia....162PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. Data1. INTRODUCEREn industria alimentar se folosesc pe larg diferite instalaii frigorifice pentru pstrarea diferitor produse alimentare.2. Calculul capacitii camerei frigorificeCapacitatea camerei de pstrare a ncrcturii n tone se determin din formula:Gcam = Fon gv hn ,unde: Fcon suprafaa constructiv a camerei, m2; Fcon=BL; gv indicele de ncrctur pentru 1 m3 din volumul de ncrctur a camerei, t/m3; hn nlimea stivei cu ncrctur, m, pentru camerele cu rcitoare de aer suspendate se poate acceptahn=H-(11,2m); - randamentul de utilizare a suprafeei constructive a camerei, depinde de suprafaa camerei:Fcon=1224=288(m2)Gcam = 288 0,35 5 0,75=378(t)3. Calculul grosimii izolaiei pereilorGrosimea izolaiei termice (m) se determin din formula:11 1 1niiz izio ex i ink 1 _ + + 1 , ] ,unde: iz coeficientul de conductivitate termic a materialului termoizolator, W/(m K);ko coeficientul recomandat de transfer de cldur, W/(m2 K);ex coeficientul de convecie termic din partea exterioar a peretelui, W/(m2 K);3PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. Datain coeficientul de convecie termic din partea interioar a peretelui,W/(m2 K);i grosimea stratului i a peretelui, m;i coeficientul de conductivitate termic a stratului i a peretelui, W/(m K);n numrul de straturi cu excepia stratului termoizolator. Perete exterior:iz=0,05 Perete dintre camera frigorific i coridor:iz=0,05 Perete dintre camera frigorific i camera de maini:iz=0,05 Perete dintre camera frigorific i cea megie:iz=0, deoarece temperature n camera frigorific i cea megie este aceeai -18C Tavan:iz=0,05 Podea:iz=0,054PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataCalculmcoeficientul de transfer de cldur prin perete:5PROIECT DE ANCoridorCamerafrigorificmegieLCamera frigorific calculatPlatforma autoInstalaia frigorificfrigorific A-Fig. 1. Schema de calcul a camerei frigorificeASecia de mainiPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. Datain izizni iiexrk 1 111+ + + Perete exterior:kr= Perete dintre camera frigorific i coridor:kr= Perete dintre camera frigorific i camera de maini:kr= Pentru tavan:kr= Pentru podea:kr=4. Calculul fluxurilor de cldur n camera frigorific i determinarea sarcinii termice asupra utilajului din camer i mainii frigorificeLa determinarea sarcinii asupra utilajului din camera frigorific i asupra mainii frigorifice sunt luate n consideraie urmtoarele fluxuri de cldur:Q1 prin pereii camerei din mediul ambiant;Q2 de la tratarea termic a produselor;6PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataQ3 de la ventilarea camerei;Q4 de la diferite surse la exploatarea camerei;Q5 de la respiraia fructelor i legumelor.Modul de calcul a acestor fluxuri este descris mai jos.4.1. Fluxul de cldur prin pereii ncperii din mediul ambiant Q1, W Q1=Q1T+Q1Sunde: Q1T fluxul de cldur din cauza diferenei de temperaturi de ambele pri ale peretelui;Q1S fluxul de cldur din cauza absorbirii cldurii radiaiei solare de ctre suprafaa exterioar a pereilor.La rndul su:Q1T=k F t= k F (tex-tcam) Q1S=k F tS,unde: k coeficientul de transfer de cldur prin peretele dat a camerei, W/(m2K);F suprafaa peretelui dat a camerei, m2;tex temperatura de calcul a aerului exterior, oC;tcam temperatura aerului din camer, oC; tS surplusul de diferen de temperatur cauzat de radiaia solar, oC. Perete exterior:Q1T=Q1S=Q1= Perete dintre camera frigorific i coridor:7PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataQ1T=Q1S=Q1= Perete dintre camera frigorific i camera de maini:Q1T=Q1S=Q1= Podea:Q1T=Q1S=Q1= Tavan:Q1T=Q1S=Q1=Q1tot4.2Fluxul de cldur Q2 de la tratarea termic, W:Fluxul de cldur de la tratarea termic se determin din formula:2 2 2 pr amQ Q Q +,unde: Q2pr consumul de frig pentru tratarea termic a produselor, W;Q2am consumul de frig pentru rcirea ambalajului, W;8PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataFluxul de cldur de la tratarea termic a produselor Q2pr (W) se determin din formula:( )31 221024 3, 6prprG i iQ unde: Gpr cantitatea de produse primite timp de o zi, t/d;i1,i2 entalpia produsului respectiv nainte i dup tratarea termic, kJ/kg.Q2prDac produsul este tratat termic n ambalaj sau se afl n containere, trebuie s lum n consideraie i consumul de frig pentru rcirea ambalajului (containerelor) Q2am, W:321024 3, 6am am amamG c tQ ,unde: Gam masa ambalajului primit in 24 ore;cam capacitatea termic specific a ambalajului, kJ/(kgK);tam diferena dintre temperaturile ambalajului pn i dup tratarea termic, oC.Q2am=0W, deoarece produsul nu este ambalatQ2=4.3 Fluxul de cldur Q3 de la ventilarea ncperii, W:Q3=Vconstr a cam (iex-icam)/86,4,unde: Vconstr volumul constructiv al ncperii ventilate, m3;a multiplicitatea schimbrii aerului din ncpere timp de 24 ore, se accept a = 34 d-1;cam densitatea aerului din camera frigorific9PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataQ3=0W, deoarece ventilarea ncperii se face numai la produse de origine vegetal, dar conform sarcinii noi avem carcase de porc.4.4 Fluxul de cldur Q4 de la diferite surse la exploatarea camereia) de la iluminarea electric IQ4, W:F q N QIsiI 4 4,unde: Nsi puterea surselor de iluminare, W;Iq4 norma de iluminare, 42,3Iq W/m2;F suprafaa ncperii, m2;IQ4=2,372=165,6Wb) delamotoareleelectrice(dacmotoareleelectriceseafln ncpere)

IIQ4, W:4 . .IIm eQ N ;unde: Nm.e. puterea motoarelor electrice, W. Petru condiiile proiectului se recomand Nm.e.=24 kW.IIQ4=2000Wc) de la oamenii ce lucreaz n ncpere IIIQ4, W:n QIII3504Q4III=3502=700Wunde n numrul de oamenii ce lucreaz n ncpere (se recomand n=2).a) prin uile camerelor IVQ4, W:F q QIV IV 4 4,Q4IV=4,272=302,4Wunde: IVq4 fluxul specific de cldur prim ui, raportat la 1 m2 al camerei, W/m2;F suprafaa camerei, m2.10PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataQ4=165,6+2000+700+302,4=3168W4.5 Fluxul de cldur de la respiraia fructelor i legumelor Q5, W5 5 5 pr prQ q G q G + ,unde: 5 5, q q cldura specific de respiraie, respectiv, la refrigerare i pstrare, W/kg;Q5=05. Determinarea sarcinii asupra utilajului din camera frigorific i asupra compresoruluiSarcina sumar asupra utilajului din camera frigorific o determinm din formula:1 2 3 4 5 utQ Q Q Q Q Q + + + +Qut=1892,07+3949,76+0+3168+0=9009,83WSarcina sumar asupra compresorului mainii frigorifice o determinm din formula:1 2 3 4 5(0, 5...0, 75)cmQ Q Q Q Q Q + + + +Qcm=1892,07+3949,76+0,53168=7425,83WCunoscndsarcinaasupracompresorului determinmputereafrigorific necesar a compresoarelor seciei de maini din formula:bQQcm oo ,Q0=unde: Qo puterea frigorific necesar a compresoarelor din secia de maini, W;11PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataQo cm sarcina compresorului din calculul fluxurilor de cldur, W; coeficientul de pierderi la transportarea frigului, pentru sistemul cu rcire direct = 1,051,07;b coeficientul timpului de lucru, b=0,750,9.6. Determinarea regimului de lucru al instalaiei frigorificeTemperatura de vaporizare to se determin din relaia:to=tcam(510) oC=-18-5=-23Cunde tcam temperatura aerului din camera frigorific, oC.Temperatura de condensare tcd pentru condensatoarele rcite cu aer se determin din relaia:tcd=ta2+(812) oC=25+15=40Cunde: ta2 temperatura aerului la ieire din condensator ta2=ta1+ ta;ta1temperatura aerului la intrare n condensator, se accept egal cu temperatura de calcul a aerului pentru var n localitatea dat; ta=(46) oC nclzirea aerului n condensator.Temperatura de aspiraie pentru main frigorific care lucreaz pe freoni:( )115...30oas ot t t C +tas=-23+20= -3C12PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataFig. 2. Construirea ciclului mainii frigorifice cu o treapt n diagrama ln P-iCunoscnd entalpia i4 determinm temperatura agentului lichid la intrarea n ventilul de laminare.Dac n main frigorific nu se utilizeaz schimbtorul de cldur regenerativ, temperatura agentului frigorific la intrarea n ventilul de laminare se determin din relaia:4 3(1...2)ot t C t4=40-1=39CDup selectarea regimului de lucru, n diagrama ln P-i pentru agentul respectiv se construiete ciclul mainii frigorifice, iar coordonatele punctelor de reper se introduc n tabel .Tabelul 1Parametrii punctelor de reper ale ciclului mainii frigorificeParametrulPunctul1 2 3 4 5 6Presiunea, MPa 2,3 16 16 162,3 2,313PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataTemperatura, oCEntalpia, kJ/kgVolumul specific, m3/kg-234090,12404654025039237-23237-237.Calculul termic al mainii frigorifice cu o treapt i selectarea compresoarelor (mainii frigorifice)n calcul determinm urmtorii parametri:1) Puterea frigorifica specifica masic, kJ/kg:qo=i6-i5=396-237=159 kJ/kg2) Lucrul mecanic specific de comprimare, kJ/kg:l=i2-i1=465-409=56 kJ/kg3) Puterea frigorific specific volumic, kJ/m3:qv=qo/v1=159/0,12=1325 kJ/m34) Sarcina termic specific a condensatorului, kJ/kg,- n cazul utilizrii schimbtorului de cldur:qc=i2-i3=465-250=215 kJ/kg5) Debitul masic de agent frigorific, kg/s:M=Qo/qo=10,11/159=0,063 kg/sunde: Qo puterea frigorific a compresorului, kW.6) Debitul volumic de agent aspirat n compresor, m/s:V=M v1=0,0630.12=0,00756 m/s7) Volumul cursei pistonului, m3/s:Vh=V/=0,00756/0,75=0,01 m3/sunde-coeficientul dedebit. Valoarealui poatefi determinatdinfig. 4, cunoscnd raportul presiunilor de condensare i vaporizare Pc/Po.14PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataFig. 3. Valoarea coeficientului de debit n funcie de raportul presiunilor Pc/Po8. Calculul puterii frigorifice a compresorului pentru condiiile regimului standard, Qo st:st v sto st o lucluc v lucqQ Qqunde: Qo luc puterea frigorific a compresorului pentru condiiile de lucru;luc coeficientul de debit pentru condiiile de lucru;qv luc puterea frigorific specific volumic a compresorului pentru condiiile de lucru;st coeficientul de debit pentru condiiile standard;qv st puterea frigorific specific volumic a compresorului pentru condiiile standard;Condiiile standard sunt: to = -15 oC; tc = +30 oC.tas=t0+20=-15+20=5Cqo=i6-i5=396-219=177 kJ/kg15PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. Dataqvst=q0/V1=177/0,13=1361,5 kJ/m3Q0st=Q0lucDin catalogul firmelor productoare am ales compresorul modelul 4TCS-12.2(Y) cu Qo=11400W9. calculul i selectarea rcitorului de aerDeterminm aria suprafeei schimbtoare de cldur a rcitorului de aer:utraQFk t ,unde: k coeficientul de transfer de cldur a rcitorului de aer, acceptm k=(1317)W/(m2K);t diferena dintre temperaturile din camera frigorific i de vaporizare, acceptm t=(4...6) oC pentru camerele unde se pstreazou i fructe i legume n stare proaspt i t=(7...10) oC pentru celelalte produse.Debitul de aer rece:iQVaerutraunde: aer densitatea aerului la ieirea din rcitorul de aer; valorile lui aer constituie la 0 oC 1,293 kg/m3; la minus 10 oC 1,342 kg/m3; la minus 20 oC 1,396 kg/m3 i la minus 30 oC 1,453 kg/m3.i diferena dintre entalpiileaerului la intrarea i ieirea din rcitorul de aer; in intervalul de umiditi relative a aerului80100 % constituie 2,5...3,5 kJ/kg.16PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataDin catalogul firmelor productoare am ales rcitorul de aer modelul LH 144/44 EC-8.2 cu Qo=12410W 17PROIECT DE ANPag.ModCoalaNr. DocumentSemnt. DataBibliografie1. Niculi P. ndrumtorul specialitilor frigotehniti din industria alimentar. Bucureti: Editura Ceres, 1991.2. Niculi P.Tehnica itehnologiafriguluin domenii agroalimentare. Bucureti: Editura didactic i pedagogic, 1998.3. .. . .: , 1989.4. 2.11.02-87. . .: , 2000.5. : . .: , 1978.6. .., .., .. . .-, , 2004.7. .., .. . . : , 1988.8. www.holodilshchik.ru 9. www.bitzer.su 10. www.ecopeland.com 11. www.ostrov.ru 18PROIECT DE AN