kk

MAŠINSKI FAKULTET

PODGORICA RASHLADNI UREĐAJI list br.: 1

Proračun debljine izolacije za komore 1 i 2

1.1 Koeficijent provodljivosti i relativni faktor otpora difuziji vodene pare

Koeficijenti toplotne provodljivosti i relativni faktori otpora difuziji vodene pare za razne materijale koji se koriste pri izradi hladnjača usvojeni su iz knjige “Rashladni uređaji” (str. 39, tab. 2.2. i str. 45 tab.2.6.) I prikazani su u sljedećoj tabeli.

Materijalkrečnimalter

cementnimalter

puna opeka

armirani beton

punibeton

hidroizolacija

parnabrana

termoizolacija asfalt

λ Wm2k 0,87 1,28 0,87 1,4 1,2 0,87 0,87 0,035 0,76Rf Wm2k 4,7 7,1 6,1 21,2 14,12 35000 50 85

1.2 .Temperatura

Komora 1 Komora 2ts = tsp = 34 0C sjeverts = tsp + 6 = 40 0C zapadts = 0,9 ∙ tsp = 30,6 0C jugts – tu = 0,7 ∙ (tsp – tu) = 48,3 0C istokts = tsp +15 = 49 0C tavanicats = 15 0C pod

ts = tsp = 34 0C sjever,istokts = tsp + 6 = 41 0C jugts = 0,9 ∙ tsp = 30,6 0C zapadts – tu = 0,7 ∙ (tsp – tu) = 23,8 0C zapadts = tsp +15 = 49 0C tavanicats = 15 0C pod

1.3. Toplotni otpori kroz površine

Koeficijenti prelaza toplote sa spoljne I unutrašnje strane zida αs=αu=Wm2k usvojeni ui z literature (str. 41, tab. 2.3.), a struktura unutrašnjih I spoljnih zidova, poda I tavanice prikazana je na slikama.

Slika 1.Spoljašnji zid

student: br.indexa: datum: ovjerio:

1. krečni malter δ=2 [cm] 2. opeka δ=38 [cm] 3. cementni malter δ=2 [cm] 4. parna brana δ=0,5 [cm] 5. izolacija δ=2 [cm] 6. cementni malter δ=2 [cm]

MAŠINSKI FAKULTET


Slika 2. Unutrašnji zid

Slika 3. Tavanica ispod ravnog krova


1. cementni malter δ=2 [cm] 2. izolacija 3. parna brana δ=0,5 [cm] 4. cementni malter δ=2 [cm] 5. opeka δ=25 [cm] 6. cementni malter δ=2 [cm] 7. parna brana δ=0,5 [cm] 8. izolacija 9. cementni malter δ=2 [cm]

1. hidroizolacija δ=1 [cm] 2. betonski koš δ=5 [cm] 3. armirani beton δ=15 [cm] 4. parna brana δ=0,5 [cm] 5. izolacija 6. cementni malter δ=2 [cm]

MAŠINSKI FAKULTET


Slika 4. Pod na tlu

Rz=1αs+iδiλi+1λuRZS=120+0,020,87+0,380,87+0,021,28+0,021,28+120=0,5910

RZU=120+0,021,28+0,381,28+0,020,87+0,021,28+0,021,28+120=0,4499

RT=120+0,010,87+0,051,2+0,151,4+0,021,28+120=0,2759

RP=120+0,030,76+0,061,4+0,050,87+0,021,2+120=0,3574

RV=120+120=0,1

1.4. Debljina izolacijeIz literature za temperature u komorama koje iznose tu = -35 i 0 0C usvaja se vrijednost za optimalni specifični toplotni fluks u vrijednosti od qopt=11wm2.Na osnovu relacije:

qopt=ts-tu1αs+iδiλi+iδIZiλIZi+1λu=ΔtRZ+iδIZiλIZi izračunavamo debljinu izolacije

δIZ=Δtqopt-RZ λIZ m⋅


1. asfalt δ=3 [cm] 2. armirani beton δ=6 [cm] 3. hidroizolacija δ=0,5 [cm] 4. termoizolacija] 5. parna brana δ=0,5 [cm] 6. beton δ=20 [cm]

MAŠINSKI FAKULTET


Vrijednosti debljine izolacije za unutrašnje i spoljne zidove, pod, tavanicu i vrata dati su u sljedećoj tabeli.

Konstrukcija orjentacija Δt K RZ[m2K/W]

δr [m] δ [m] A [m2] R[m2K/W]

K[W/m2K]

KOMORA 1Zs N 69 0,5910 0,1989 0,20 20 5,68 0,176Zs W 75 0,5910 0,2180 0,22 28 6,22 0,160Zu S 64,6 0,4499 0,1898 0,19 15,6 5,4 0,180Zu E 83,3 0,4499 0,2493 0,25 28 7,12 0,140Tavanica 84 0,2759 0,2576 0,26 35 7,36 0,135Pod 15 0,3547 0,0353 0,04 35 1,00 0,991Vrata 64,6 0,1000 0,2020 0,21 4,4 5,77 0,173

KOMORA 2Zs N 34 0,5910 0,0875 0,09 24 2,5 0,400Zs E 34 0,5910 0,0875 0,09 36 2,5 0,400Zs S 40 0,5910 0,1066 0,11 24 3,04 0,328Zuk1 W 30,6 0,4499 0,0820 0,09 19 2,33 0,429Zuv W 23,8 0,4499 0,0600 0,07 17 1,71 0,583Tavanica 49 0,2759 0,1462 0,15 54 4,17 0,239Pod 15 0,3547 0,0353 0,04 54 1,00 0,991Vrata 30,6 0,1000 0,0939 0,1 4,4 2,68 0,372

2. Provjera odsustva kondenzacije u spoljašnjim zidovima komora 1 i 2

Za usvojenu strukturu spoljašnjih zidova i dobijene vrijednosti debljine izolacije, provjera odsustva kondenzacije u spoljašnjim zidovima i izolaciji urađena je pomoću programa urađenog u Matlab-u, koji crta polje temperature, parcijalnih pritisaka vodene pare i parcijalnih pritisaka zasićenja u višeslojnom, homogenom, beskonačno ravnom zidu.

student: br.indexa:

datum: ovjerio:

MAŠINSKI FAKULTET


Komora 1 - zid spoljašnji (sjever)

unesi broj slojeva zida 5unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.10 0.02]unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.035 1.28]unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 60 7.1]unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20unesi unutrasnju temperaturu u [C] -35unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.95unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20

Stvarni parcijalni pritisak vodene pare u jednom dijelu spoljašnjeg sjevernog zida komore 1 je veći od parcijalnog pritiska zasićenja vodene pare što nam govori da dolazi do kondenzacije i da je potrebno da postavimo parnu branu.


MAŠINSKI FAKULTET


Komora 1 - zid spoljašnji sa parnom branom (sjever)

unesi broj slojeva zida 6unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.005 0.10 0.02]unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.87 0.035 1.28]unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 8000 60 7.1]unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20unesi unutrasnju temperaturu u [C] -35unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.95unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20

Sa postavljenom parnom branom na komori 1 stvarni parcijalni pritisak vodene pare u spoljašnjem sjevernom zidu je manji od parcijalnog pritiska zasićenja vodene pare, što znači da ne dolazi do pojave kondenzacije.


MAŠINSKI FAKULTET


Komora 1 - zid spoljašnji (zapad)

unesi broj slojeva zida 5unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.11 0.02]unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.035 1.28]unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 60 7.1]unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20unesi unutrasnju temperaturu u [C] -35unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.95unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20

Stvarni parcijalni pritisak vodene pare u jednom dijelu spoljašnjeg zapadnog zida komore 1 je veći od parcijalnog pritiska zasićenja vodene pare što nam govori da dolazi do kondenzacije i da je potrebno da postavimo parnu branu.


MAŠINSKI FAKULTET


Komora 1 - zid spoljašnji sa parnom branom (zapad)

unesi broj slojeva zida 6unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.005 0.11 0.02]unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.87 0.0035 1.28]unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 8000 60 7.1]unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20unesi unutrasnju temperaturu u [C] -35unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.95unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20

Sa postavljenom parnom branom na komori 1 stvarni parcijalni pritisak vodene pare u spoljašnjem zapadnom zidu je manji od parcijalnog pritiska zasićenja vodene pare, što znači da ne dolazi do pojave kondenzacije


MAŠINSKI FAKULTET


Komora 2 - zid spoljašnji (jug)

unesi broj slojeva zida 5unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.23 0.02]unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.035 1.28]unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 60 7.1]unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20unesi unutrasnju temperaturu u [C] 0unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.85unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20

Stvarni parcijalni pritisak vodene pare na južnom spoljašjnjem zidu komore 2 je manji od parcijalnog pritiska zasićenja vodene pare, što znači da ne dolazi do kondenzacije I da nije potrebno postavljanje parne brane.


MAŠINSKI FAKULTET


Komora 2 - zid spoljašnji (sjever i istok)

unesi broj slojeva zida 5unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.21 0.02]unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.035 1.28]unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 60 7.1]unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20unesi unutrasnju temperaturu u [C] 0unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.85unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20

Stvarni parcijalni pritisak vodene pare na sjevernom I istočnom spoljašjnjem zidu komore 2 je manji od parcijalnog pritiska zasićenja vodene pare, što znači da ne dolazi do kondenzacije I da nije potrebno postavljanje parne brane.

student:

br.indexa: datum: ovjerio:

MAŠINSKI FAKULTET


3. Toplotno opterećenje (proračun potrebe hlađenja)

Na osnovu proračuna potrebe hlađenja određujemo rashladni kapacitet rashladnog uređaja ili rashladnih instalacija I proračunavamo njihove komponente. Proračunom su obuhvaćene sve količine toplote koje iz bilo kog razloga opterećuju rashladnu instalaciju ili predstavljaju toplotno opterećenje rashladnog uređaja ili instalacija.

3.1. Toplotno opterećenje usled prolaza toplote

Q1=i=1nki Ai ts-tui 0,024 kWhdan⋅ ⋅ ⋅Gdje je: n - broj zidova; ki [W/m2K] – koeficijent prolaza toplote za odgovarajuće zidove; Ai – površine odgovarajućih zidova koje se određuju na osnovu unutrašnjih mjera neizolovane komore; Vrijednosti k, A, Δ t I Q za zidove komore dati su u sljedećoj tabeli.

površina orjentacija ∆t[ ]℃ K[W/m2K] A[m2] Qj[W/m2K]KOMORA 1Zs N 69 0,176 20 5,8292Zs W 75 0,160 28 8,0940Zu S 64,4 0,184 15,6 4,4600Zu E 83,3 0,140 28 7,8590Tavanica 84 0,135 35 9,5863Pod 15 0,991 35 12,4884Vrata 64,6 0,173 4,4 1,1820

49,4982KOMORA 2Zs N 34 0,400 24 7,8340Zs E 34 0,400 36 11,7508Zs S 40 0,328 24 7,5660Zuk 1 W 30,6 0,428 19 5,9837Zuv W 23,8 0,583 17 5,6662Tavanica 49 0,239 54 15,1972Pod 15 0,991 54 19,2680Vrata 30,6 0,372 4,4 1,2050

74,4703

Q1K1 = 49,4982 kWh/dan = 2,0624 [kWh]

Q1K2 = 74,4703 kWh/dan = 3,1030 [kWh]


MAŠINSKI FAKULTET


3.2. Toplotno opterećenje usled rashlađivanja i smrzavanja namirnica

Toplota hlađenja pri rashlađivanju proizvoda (komora 1):

Q2K1=13600 Mpd∙cpl∙t1-t*+r+cp2∙t*-t2+13600∙MA∙cA∙t1-t2kWhdan⋅gdje je:Mpd [kg/dan] – količina unesenih proizvoda iste vrste i istog početnog stanja

Mpd = M n; M=mAK Ak=mAK βA Ag kg⋅ ⋅ ⋅ ⋅

cp1 [kJ/kg] – specifična toplota prije smrzavanjacp2 [kJ/kg] – specifična toplota poslije smrzavanjaMA [kg/dan] – masa ambalaže koja odgovara količini unesenih proizvoda Mpd

ca [kJ/kg] – specifična toplota date vrste ambalažet* [0C] – temperature početka smrzavanja sokova u datoj vrsti proizvodat1 [0C] – temperature date vrste proizvoda prilikom unosa u komoru, t1 = 20 [0C]t2 [0C] – temperature date vrste proizvoda prilikom iznošenja iz komorer – toplota smrzavanjaM [kg] ili [t] – skladišni kapacitet komore, tj. Maximalna količina hrane koja može odjednom da stane u komoru;mAK [kg/m2] ili [t/m2] – ovršinska gustina skladištenjaAK [m2] – korisna površina poda hladnjačeβA – koeficijent iskorišćenja podaAG [m2] – građevinska površina poda, AG = 54 [m2]

n=24τM+τ0 1dann [1/dan] – broj punjenja i pražnjenja hladnjače τM [h] – vrijeme manipulacijeτ0 [h] – vrijeme potrebno za termičku obradumAK = 240 [kg/m2] (t.3.2.str.65); βA = 0,75 (t3.2.str.61); τM= 2,5 [h] (t.3.4.str.66); τ0=4,5 [h] (t.3.3.str.66); cp1 = 2,3 [kJ/kg]; cp2 = 1,3 [kJ/kg] (t.1.1.str22); ca = 1[kJ/kg]; t2= -10 [0C] (t1.1.str22); t* = -0,5[0C]; r =71 [kJ/kg]; MA= 0.1∙ Mpd [kg/dan].

M = mAK ∙ βA ∙ AG =240 ∙ 0,75 ∙ 54 = 9720 [kg]

n=242,5+4,5=3,4290 [1dan]

Mpd = M ∙ n = 9720 ∙ 3,4290 = 33329,88 [kg/dan] =33,3298 [t/dan]

Q2K1=13600∙33329,88∙[2,30∙20--0,5+71+1,3∙-0,5--10+13600∙0,1∙33329,88∙1∙(20--10=1235,983

Q2K1=1235,983 [kWhdan]


MAŠINSKI FAKULTET


Toplota hlađenja pri rashlađivanju proizvoda (komora 2):

Q2K2=13600 Mpd cp+MA cA t1-t2 kWhdan ⋅ ⋅ ⋅ ⋅gdje je:

Mpd [kg/dan] – količina unesenih proizvoda iste vrste i istog početnog stanjaCp [kJ/kg] – specifična toplota date vrste nesmrznutih namirnicaMA [kg/dan] – masa ambalaže koja odgovara količini unesenih proizvoda Mpd

Ca [kJ/kg] – specifična toplota date vrste ambalaže t1 [0C] – temperature date vrste proizvoda prilikom unosa u komoru, t1 = 25 [0C] t2 [0C] – temperature date vrste proizvoda prilikom iznošenja iz komore

Mpd = M n; M=mAK Ak=mAK βA Ag kg⋅ ⋅ ⋅ ⋅

M [kg] ili [t] – skladišni kapacitet komore, tj. Maximalna količina hrane koja može odjednom da stane u komoru;mAK [kg/m2] ili [t/m2] – ovršinska gustina skladištenjaAK [m2] – korisna površina poda hladnjačeβA – koeficijent iskorišćenja podaAG [m2] – građevinska površina poda, AG = 35 [m2]

n=24τM+τ0 1dan

n [1/dan] – broj punjenja i pražnjenja hladnjače τM [h] – vrijeme manipulacijeτ0 [h] – vrijeme potrebno za termičku obradu.

Iz literature uzimamo vrijednosti:

mAK = 250 [kg/m2] (t.3.2.str.65); βA = 0,68 (t3.2.str.61); τM= 1,5 [h] (t.3.4.str.66); τ0=5 [h] (t.3.3.str.66);Cp = 3,35 [kJ/kg] (t.1.1.str22); Ca = 1[kJ/kg]; t2= 14 [0C] (t1.1.str22); MA= 0.1∙ Mpd [kg/dan].

M = 250 ∙ 0,68 ∙ 35 = 5950 [kg]

n=241,5+5=3,6923 [1/dan]

Mpd = M ∙ n = 5950 ∙ 3,6923 = 21969,231 [kg/dan] =21,9692 [t/dan]

Q2K2=13600∙(21969,231∙3,35+0.1∙21969,231∙1)∙(25-14)

Q2K2=126,3231 [kWhdan]


MAŠINSKI FAKULTET


3.3 Toplotno opterećenje uslijed infiltracije i ventilacijeToplotno opterećenje usled infiltracije, gdje se usvaja da je broj izmjena vazduha jednak broju šarži na danQ31=mvaz∙is-iu∙13600=13600∙Vvaz∙ρu∙is-iu=13600∙ni∙VG∙ρu∙is-iukWhdan

ni – broj izmjena vazduha uslijed infiltracijeVG [m3] – građevinska zapremina izolovane komoreρu [kg/m3] – gustina vazduha u komori u kojoj je temperature tu

is [kJ/kg] – specifična entalpija spoljnjeg vazduhaiu [kJ/kg] – specifična entalpija vazduha u komori

Komora 1ρu=pRT=105287∙(273-(-35))=1,13kgm3is(t=34°C, φ=50%)= 78kJkgiut=-35°C, φ=95%= -35kJkgni=4;VG=140[m3]Q3K1=13600∙4∙140∙1,13∙78--35

Q3K1=19,8630kWhdanKomora 2ρu=pRT=105287∙(273-0)=1,23kgm3is(t=34°C, φ=50%)= 78kJkgiut=0°C, φ=85%= 7kJkgni=4;VG=216[m3]

Q3K1=13600∙4∙216∙1,23∙78-7Q3K2=20,9592kWhdanToplotni opterećejne uslijed ventilacije koja je potrebna radi održavanja koncentracije CO2 ispod dozvoljene granice

Potreba za ubacivanjem svježeg vazduhapostoji uglavnom kod komora u kojima vlada temperature 0 0C ili visa u ovom slučaju komora 2. Kod komora sa temperaturama ispod -10 kao što je komora 1 biološka aktivnost proizvoda skoro da prestaje a zbog niske temperature ljudski rad svodi se na minimum i traje relativno kratko tako da u koori 1 nema potrebe za ventilacijom.

Q3=13600∙nv∙VG∙ρu∙is-iukWhdan


MAŠINSKI FAKULTET


nv – broj izmjena vazduha uslijed ventilacije

rCO2 ≤ 0,5% = 0,05

rCO2=nCO2nvaz+nCO2=mCO2MCO2mvazMvaz+mCO2MCO2

mvaz=1rCO2∙mCO2MCO2-mCO2MCO2∙Mvaz=1-rCO2rCO2∙mCO2∙MvazMCO2

mvaz≈mCO2rCO2∙MvazMCO2

mvaz=nv∙VG∙ρu

nv=mCO2rCO2∙MvazMCO2VG∙ρu

Biološki process oksidacije uskladištenih proizvoda može se aproksimirati procesom oksidacije glukoze sa kiseonikom iz vazduha:

1 kmol C6H12O6 + 6 kmol O2 = 6 kmol CO2 + 6 kmol H2O + 2,818 * 106 kJ

Ako uzmemo u obzir molekulske mase glukoze (180), kiseonika (32), ugljen dioksida (44), vode (18) dobijamo toplotu disanja (truljenja (namirnica)

qd'=2,818∙106264≈10700kJkgCO2

U slučaju rashlađivanja proizvoda od početne temperature t1 do temperature t2 [0C] temperature tm možemo približno odrediti pomoću sljedećeg obrasca:

tm=tu+t1+tu-(t2-tu)ln(t1-tu)(t2-tu)=0+25-0-14-0ln25-014-0=11ln1,7857=18,9717℃

Iz literature (t.3.11.str.77) za tm = 18,9717 [0C]; qd = 870 [kJth]

mCO2=qdq'd=87010700=0,0813kgCO2th

mCO2d=mCO2∙24h=0,0813∙21,9692∙24=42,8663kgCO2dan

student: br.indexa: datum:

MAŠINSKI FAKULTET

PODGORICARASHLADNI UREĐAJI list br.: 16

nv=mCO2drCO2∙MvazMCO2VG∙ρu=42,86630,05∙2944140∙1,2763=3,1623<n1=3,6923

Zbog toga što je broj izmjena vazduha zbog infiltracije veći od broja izmjena vazduha zbog ventilacije, nije potrebna prinudna ventilacija komore 2, jer dobijeni broj izmjena vazduha zbog infiltracije obezbjeđuje da koncentracija CO2 bude u dozvoljenim vrijednostima.

3.4. Toplotno opterećenje uslijed disanja uskladištenih proizvoda

Ovo toplotno opterećenje značajno je kod skladištenja ohlađenih proizvoda biljnog porijekla (komora 2) dok kod skladištenjasmrznutih proizvoda ovo opterećenje ne postoji (komora 1).Q4K2=13600∙Mpd∙qd∙τ kWhdangdje je:

Mpd [t/dan] – masa proizvoda koja odaje toplotu disanja na danqd [kJ/th] – toplota disanja po toni proizvoda I časuτ [h] – vrijeme trajanja perioda rashlađivanja ili uskladištenja proizvoda

Mpd = 21,9692 [t/dan]; qd = 870 [kJ/th]; τ=τM+τ0=1,5+5=6,5 [h]

Q4K2=13600∙21,9692∙870∙6,5Q4K2=34,51kWhdan

3.5. Toplotno opterećenje uslijed stvaranja inja na isparivaču

Q5=13600∙[wd∙is-iu-ni∙VG∙ρu∙xs-ixu∙(-i0)]kWhdan

wd [kg/dan] – količina vlage izdvojena na površini isparivača uslijed kaliranja proizvoda u toku jednog danai2 [kJ/kg] – specifična entalpija izdvojene vlage dok je ona u proizvodu na temperature t2

i0 [kJ/kg] – specifična entalpija izdvojene vlage u stanju inja na isparivaču približno na temperature t0

ni ∙ VG [m3/dan] – količina vazduha koji spolja ulazi u komoru u toku jednog dana ; n1 je broj izmjena vazduha u toku dana uslijed infiltracije u komori građevinske zapremine VG

ρu [kg/m3] – gustina vazduha u komori sa temperaturom tu

xs [kg/kg] – apsolutna vlažnost spoljnjeg vazduha koji ulazi u komoruxu [kg/kg] – apsolutna vlažnost vazduha u komori sa temperaturom tu

i2 = r1 + c1 ∙ t2 [kJ/kg]; i0 = r1 + c1 ∙ t0 [kJ/kg]

Komora 1

t2 = -10 [0C]; t0 = -40 [0C]; ni = 4 [1/dan]; VG = 140 [m3]; ρu = 1,464 [kg/m3]; wd = 0,007 ∙ 33329,88 = 233,091[kg/dan] (t.3.13.str.81)i2 = -332,24 + 2,04 ∙ (-10) = - 352,64 [kJ/kg]i0 = -332,24 + 2,04 ∙ (-40) = - 413,84 [kJ/kg]


MAŠINSKI FAKULTET


xs = (t = 34 [0C]; φ=50%) = 0,0172 [kg/kg]xu = (t = -35 [0C]; φ=95%) = 0,00013 [kg/kg]

Q5K1=13600∙233,091∙-352,64--413,84-4∙140∙1,464∙(0,0172-0,00013)∙(-413,84)Q5K1=5,5713kWhdan

Komora 2

t2 = 14 [0C]; t0 = -5 [0C]; ni = 4 [1/dan]; VG = 216 [m3]; ρu = 1,2763 [kg/m3]; wd = 0,007 ∙ 21969,231 = 153,784[kg/dan] – (t.3.13.str.81)i2 = -332,24 + 2,04 ∙ 14) = - 303,84 [kJ/kg]i0 = -332,24 + 2,04 ∙ (-5) = - 344,24 [kJ/kg]xs = (t = 34 [0C]; φ=50%) = 0,0172 [kg/kg]xu = (t = 0 [0C]; φ=85%) = 0,0031 [kg/kg]

Q5K1=13600∙153,784∙-303,84--344,24-4∙216∙1,2763∙(0,0172-0,0031)∙(-344,24)Q5K2=3,2125kWhdan

3.6. Toplotno opterećenje od ljudiQ6=n∙qr∙τkWhdan

n – broj radnika koji istovremeno radi u komori τ časova dnevnoqr [kW] – intezitet odavanja toplote radnika pri srednjem fizičkom radu u zavisnosti od temperature u komori

n∙τ=Mpd1,5Komora 1

qr = 0,42 [kW] (t.3.14.str.82)Q6K1=33,32981,5∙0,42Q6K1=9,3323kWhdan

Komora 2

qr = 0,278 [kW] (t.3.14.str.82)Q6K1=21,96921,5∙0,278Q6K2=4,0716kWhdan

student: br.indexa:

datum: ovjerio:

MAŠINSKI FAKULTET


3.7. Toplotno opterećenje od osvjetljenja

Q7=ηosv∙AG∙nosv∙24kWhdanηosv – stepen ukključenosti svjetlanosv [kW/m] – specifična instalisana snaga po 1m2 građevinske površine komore, najčešće se uzima da jeηosv= 0,3 i nosv= 0,01 [kW/m]

Q7=0,072∙AGkWhdanKomora 1AG=35[m2]Q7K1=0,072∙35

Q7K1=2,52kWhdan

Komora 2AG=54[m2]Q7K1=0,072∙54

Q7K2=3,89kWhdan

3.8. Toplotno opterećenje uslijed rada ventilator

Q8=a∙i=17QikWhdanKomora 1a = 0,2 za komore za brzo rashladjivanje (knjiga str.82) Q8K1=0,2∙49,4982+ 1235,983+19,8630+ 5,5713+9,3323+2,55

Q8K1=264,5600kWhdan

Komora 2a = 0,1 za komore sa vazdušnim hlađenjem (knjiga str.82) Q8K2=0,1∙74,4703 + 126,3231+20,9592+ 34,51+3,2125+4,0716+3,89

Q8K2=26,74kWhdanUkupno toplotno opterećenje

QU=i=18QikWhdan

QUK1=49,4982+ 1235,983+19,8630+ 5,5713+9,3323+2,55

QUK1=1323,2316kWhdan=55,1346kWh

student: br.indexa:

datum: ovjerio:

MAŠINSKI FAKULTET


QUK2=74,4703 + 126,3231+20,9592+ 34,51+3,2125+4,0716+3,89

QUK2=267,4367kWhdan=11,1431kWh

3.9. Rashladni kapacitet isparivača

Q0R=QτefQ [kWh/dan] – ukupno toplotno opterećenje u toku jednog danaτef = 20 [h/dan] – za industrijske rashladne komore (knjiga str.83)

Rashladni kapacitet uređaja za hlađenje I njegovih komponenti se određuje tako da u toku dana pokriju potrebe hlađenja za vrijeme τef koje je kraće od 24 [h], da bi ostalo vremena za poslove kao što je redovno održavanje rashladnih instalacija, otapanje inja sa isparivača, održavanje čistoće I radi reserve u rashladnom kapacitetu u slučaju raznih kvarova ili neočekivano velikog toplotnog opterećenja.

Komora 1Q0R=1323,231620

Q0RK1=66,1615kWh

Komora 2Q0R=267,436720

Q0RK2=13,3683kWh

4. Termodinamički proračun ciklusa instalacije

Pošto je potrebno hlađenje na dvjema različitim temperaturama primijenjeno je dvostepeno isparavanje. Šema instlacije sa dvostepenim isparavanjem I dvostepenim sabijanjem prikazana je na slici 1.

Slika 1.

student: br.indexa:

datum: ovjerio:

MAŠINSKI FAKULTET


Za instalaciju prikazanu na prethodnoj slici kružni process u Ts i pi dijagramu prikazan je na slici 2.

Slika 2.

Temperatura u isparivaču 1 = t1 = - 40 [0C] rashladni kapacitet mu je Q1 = 66,1615 [kW] dok je temperatura kod isparivača 2= t2 = - 5 [0C], a rashladni kapacitet je Q2 = 13,3683 [kW]. Temperatura podhlađivanja je tph = 10 [0C], a temperature kondenzacije je tk = 50 [0C]. Rashladni fluid je R22x.

Protok rashladnog fluida u uređaju:m=mi1+mi2+∆m1+∆m2kgs

mi1=Qi1i1-i10-količina rashladnog fluida kroz isparivač 1

mi2=Qi1i4-i9-količina rashladnog fluida kroz isparivač 2

Veličine stanja rashladnog fluida u pojedinim tačkama

1. t1 = ti1 = - 40 [0C] 2. p2 = p( -5 [0C] ) = 4,222 [bar] i1 = i’’(- 40 [0C] ) = 388,6 [kJ/kg] s2 = s1 = 1,8220 [kJ/kgK] s1 = s’’(- 40 [0C] ) = 1,8220 [kJ/kg] i2 = 421,99 [kJ/kg]

4. t4 = ti2 = - 5 [0C] 5. p5 = p( 50 [0C] ) = 19,395 [bar] i4 = i’’(- 5 [0C] ) = 403,51 [kJ/kg] s5 = s4 = 1,7593 [kJ/kgK] s4 = s’’(- 5 [0C] ) = 1,7593 [kJ/kg] i5 = 442,27 [kJ/kg]

student: br.indexa:

datum: ovjerio:

MAŠINSKI FAKULTET


3. t3 = tph = 10 [0C] 7. t7 = tph = 10 [0C] i3 = 414,09[kJ/kg] s7 = s’(10 [0C]) = 1,0422 [kJ/kgK] p3 = p(- 5 [0C] ) = 4,222 [kJ/kg] i7 = i’(10 [0C]) = 211,88 [kJ/kg]

8. i8 = i7 = 211,88[kJ/kg] 9. t9 = t12 = -5 [0C] i9 = i’(-5 [0C]) = 194,17 [kJ/kg]10. i10 = i9 =194,17 [kJ/kg]

6. t6 = tk = 50 [0C] i6 = i’(50 [0C]) = 263,25[kJ/kg]

Dobijene vrijednosti su prikazane u slijedećoj tabeli

stanje t [0C] p [bar] i [kj/kg] s [kj/kgK] x [kg/kg]1 -40 388,6 1,82202 -5 4,222 421,99 1,82203 10 4,222 414,094 -5 403,51 1,75935 50 19,395 442,27 1,75936 50 263,257 10 211,88 1,04228 -5 211,88 0,0859 -5 194,17

10 40 194,17

mi1=Qi1i1-i10=66,1615388,6-194,17=0,340kgs

mi2=Qi2i4-i10=13,3683403,51-194,17=0,064kgs

∆mi1=x8∙mi8=i9+x8∙i2-i1

x8=i8-i9i4-i9=211,88-194,17403,51-194,17=0,085kgkg

∆mi2=(i4-i9)=mi1∙(i3-i4)kgs

∆mi2=(i3-i4)(i4-i9)∙mi1=414,09-403,51403,51-194,17=0,050kgs

m=mi1+mi2+∆m1+∆m2=mi1+mi2+x8m+∆m2kgs


MAŠINSKI FAKULTET


Snaga kompresora visokog pritiskaPkvp=m∙(i5-i4)kWPkvp=1,9323∙442,27-403,51kW

Pkvp=74,9 =kWSnaga kompresora niskog pritiskaPknp=mi1(i2-i1)kWPknp=0,340(421,99-388,62)kW

Pknp=11,35 kWRashladni faktorεh=Qi1+Qi2Pknp+Pkvp=66,1615+13,368374,9+11,35

εh=0,919

5. Šema rashladne instalacije sa automatikom Šema rashladne instalacije sa automatikom data je na sljedećoj strani.


MAŠINSKI FAKULTET



kk

Documents

Transcript of kk