2. PRORAČUN RASHLADNOG UČINKA ZA HLADIONICU

Transcript

1 2. PRORAČUN RASHLADNOG UČINKA ZA HLADIONICU Toplnsko opterećenje hladnjače račna se kao sma 8 Q & = & [kw] o Q = 1 1. Toplnsko opterećenje sljed doođenja toplne kroz stjenke 2. Toplnsko opterećenje sljed hlađenja smrzaanja prozoda 3. Toplnsko opterećenje sljed hlađenja anjskog zraka (namjerno nenamjerno projetraanje) 4. Toplnsko opterećenje sljed odjanja bološkh procesa skladštenm prozodma (toplna dsanja) 5. Toplnsko opterećenje sljed rada ljd 6. Toplnsko opterećenje sljed rasjete 7. Toplnsko opterećenje sljed staranja nja na sparač 8. Toplnsko opterećenje sljed rada entlatora 2.1. Toplnsko opterećenje sljed doođenja toplne kroz stjenke ( T T ) n n Q = A q& = A k, = 1 = 1 & [W] Indeks odnos se na pojedn građensk element (zd, rata, pod, strop sl.), s razlčtm toplnskm tokom q& A [m 2 ] poršna kroz koj se odja prjelaz toplne k [W/m 2 K] koefcjent prolaza toplne T [ o C] temperatra hlađenom prostor T, [ o C] temperatra ssjednog prostora l anjska temperatra Koefcjent prolaza toplne za šeslojn element građenske konstrkcje račna se z: 1 k = [W/m 2 K] 1 δ α λ α gdje je α [W/m 2 K] koefcjent prjelaza toplne na ntarnjoj stjenc α [W/m 2 K] koefcjent prjelaza toplne na anjskoj stjenc δ [m] debljna pojednog sloja šeslojnoj građenskoj konstrkcj λ [W/mK] toplnska odljost materjala z kojeg je sloj zrađen rjednost α α ose o jetma strjanja zraka oko poršne na kojoj se odja prjelaz toplne. U proračn se potrebljaaj prosječne rjednost. 10

2 Tab Koefcjent prjelaza toplne Element građenske konstrkcje α [W/m 2 K] Napomena Untrašnj zd 8 Strop,toplnsk tok prema gore 8 Strop, toplnsk tok prema dolje 6 Pod, toplnsk tok prema dolje 6 Pod, toplnsk tok prema gore 7 anjsk zd kro zložen jetr 30 Untarnje poršne zdoa 20 anjsk zd zajetrn 20 Prrodna crklacja zraka Prslna crklacja zraka Kod prslne crklacje zraka koefcjent prjelaza toplne mog se zračnat pomoć brojčanh zraza kao što s npr. α = 5,8+ 4w [W/m 2 K], gdje je w brzna 0,78 strjanja zraka prostor skladšta m/s α = 7,15 w [W/m2 K] pr čem je w brzna jetra m/s. Temperatra s anjske strane zda T može se razlkoat od projektne temperatre zraka T p zbog razlčth tjecaja, npr. zračenja snca na anjske zdoe kro, tjecaja toplnskh mostoa, promjena temperatre ssjednm prostorjama. S o tjecaj mog se še l manje točno proračnat, a za praktčne proračne mog se zet obzr pogodnm zborom temperatre T. Jedan od zraza za određanje projektne temperatre anjskog zraka ϑ p [ o C] je ϑ = 0,4ϑ + 0, 6ϑ [ o C] p m mm ϑ m [ o C] srednja mjesečna temperatra najtopljeg mjeseca posljednjh 10 godna ϑ mm [ o C] srednja rjednost maksmalnh temperatra najtopljeg mjeseca posljednjh 10 godna. Za zdoe okrente jg l zapad rjed zbog zraženjeg tjecaja snca T T + 6 [ o C]. = p Tab Temperatre ssjednh prostorja Strop spod ranog kroa ϑ ϑ + 15 [ o C] = p Strop spod taana ϑ ϑ + 10 [ o C] = p Pod na tl ϑ =10 15 [ o C] Nehlađene prostorje Strojarnce ϑ = 0, 9ϑ [ o C] s anjskm otorma p ϑ = 0, 75 [ o C] bez anjskh otora ϑ p ϑ = ϑ [ o C] Utjecaj snčeog zračenja zet je poećanjem temperatre za jžne zapadne zdoe, kao za stropoe. Prema potreb, može se oaj tjecaj posebno račnat. p 11

3 Tab Temperatre skladštma rsta prozoda Temperatra oc rel. l. zraka % rjeme skladštenja Goedna sježa 0 do do 92 1 do 4 tj Goedna smrznta -23 do do 95 9 do 12 mj Snjetna sježa 0 do do 90 3 do 7 d Snjetna smrznta -23 do do 95 4 do 8 mj Rba sježa 0 do do 95 5 do 20 d Rba smrznta -23 do do 95 8 do 10 mj Perad sježa 0 85 do 90 1 tj Perad smrznta -30 do do 90 3 do 12 mj Banane nezrele tj Banane zrele do 10 d Rajčce zrele +4 do do 90 7 do 10 d Salata zelena 0 90 do 95 2 do 3 tj Jabke -1 do do 95 3 do 10 mj Smrznto oće -23 do do 90 6 do 12 mj Smrznto porće -23 do do 95 6 do 12mj Toplnsko opterećenje sljed hlađenja smrzaanja prozoda Toplna za ohlađanje, smrzaanje hlađenje do temperatre nže od temperatre smrzaanja os o rst, kolčn načn ohlađanja smrzaanja prozoda. Oa obrada može se proodt specjalnm ređajma za brzo smrzaanje (kontnran tnel l ređaj za smrzaanje kontakt sa hladnm tekćnama), al skladšnm komorama, kojma roba nakon smrzaanja ostaje skladštena. Q = Q + Q + Q 2 h sm p [kj] Toplna za ohlađanje robe Q h ( T T ) = M c [kj] p1 p1 p2 M [kg] masa robe koja se hlad c [kj/kgk] specfčn toplnsk kapactet robe p1 T p1 [ o C] temperatra robe koja se nos T p2 [ o C] temperatra na koj se roba hlad Ako se roba smrzaa hlad na temperatr nž od temperatre smrzaanja, onda je Q h toplna za hlađenje robe do temperatre smrzaanja, a T p2 je tada temperatra smrzaanja. Toplna koj treba odest da se roba smrzne kod konstantne temperatre smrzaanja Q sm = Mr [kj] 12

4 r [kj/kg] toplna smrzaanja Toplna za hlađenje eć smrznte robe od temperatre smrzaanja do konačne temperatre Q p ( T T ) = M c [kj] p2 p2 p3 T p3 [ o C] temperatra spod temperatre smrzaanja do koje se roba hlad c p2 [kj/kgk] specfčn toplnsk kapactet smrznte robe Potreban toplnsk čnak Q Q& 2 2 = [kw] t t rjeme potrebno za hlađenje l hlađenje smrzaanje robe rjeme potrebno za hlađenje smrzaanje robe t os o rst robe elčn komada Temperatr Brzn strjanja zraka Orjentacjsk podac daj se sljedećoj tablc za rashlađanje do temperatre oko 0 o C smrzaanje do 18 o C. rjednost za rashlađanje rjede kod temperatre zraka komor 0 o C brzne zraka 0,5 2,0 m/s, dok se podac za smrzaanje odnose na temperatr zraka 35 o C brzn 2-3 m/s. Tab rjeme potrebno za hlađenje smrzaanje robe rsta prozoda rjeme za rashlađanje do 0 o C (sat) rjeme za smrzaanje do 18 o C (sat) Goeđe poloce 24 do 30 16do 20 Snjske poloce 24 do do13 Rba kalpma mm 6do 8 3 do 4 Krpna rba 8 do 12 4 do 4,5 oće porće taama 5 do10 3 do

5 Tab Temperatre smrzaanja, specfčn toplnsk kapactet toplne smrzaanja nekh namrnca rsta prozoda Specfčna toplna Srednja temperatra smrzaanja [oc] Prje [kj/kgk] poslje smrzaanja Toplna smrzaa nja [kj/kg] Goedna masna -1,7 do 2,2 2,51 1, Goedna nemasna -1,7 do 2,2 3,22 1, Snjetna masna -1,7 do 2,2 2,14 1, Snjetna nemasna -1,7 do 2,2 2,51 1, Teletna -1,7 do 2,2 2,97 1, Perad -1,7 3,35 1, Rba sježa -1,2 3,43 1, Rba masna -1,2 2,85 1, Banane nezrele -1 3,35 1, Banane zrele -3,3 3,35 1, Jabke -2 3,85 1, Grašak -1,1 3,35 1, Grah - 1,26 1,00 42 Mahne -1,3 3,85 1, Rajčce -0,9 3,98 2, Pečrke Opterećenje hlađenh prostorja Os o načn rkoanja robom. Ako je to npr. skladšte mesa kod kojeg se meso skladšt obješeno na kolosjeke, može se opterećenje ml dat kg/m kolosjeka. Kolosjec se postaljaj občno na razmak 0,7 0,9 m. Podac mog bt dan kao kg/m 2 korsne poršne poda skladšta može skladštt roba. m A kg/m 2 kpne poršne poda skladšta Kod određanja korsne poršne skladšta treba zet obzr: Ag l m Ak A k. Korsnom se smatra poršna na kojoj se daljenost od zdoa 0,3 m daljenost od rashladnh tjela kanala za zrak 0,4 m šrn prolaza za mehanzacj 2,2 m šrn prolaza za skladšte bez mehanzacje 1,2 m šrn prolaza za kontrol skladštenh prozoda 0,5 0,6 m Prblžno se A = β [m 2 ] k A g A A k može odredt pomoć 14

6 Tab rjednost faktora Građenska poršna β A A g [m 2 ] Faktor β A do 20 0, ,60-0, ,65-0, ,75-0,85 še od 300 0,85 Podac o gstoć skladštenja ( m L po metr dljne kolosjeka, m A po 1 m 2 građenske poršne A g m Ak po 1 m 2 korsne poršne A k ) dan s sljedećoj tablc. Tab Gstoća skladštenja rsta prozoda m L m A m Ak (kg/m 2 ) (kg/m) (kg/m 2 ) goeđe poloce do 280 do 250 do 350 snjske poloce očetna janjetna meso zntrce blokoma * jetno opterećenje za meso perad - do * rba stna sred. kalp., δ do 90 mm * srednja rba razmještena na polce rlo krpna rba oće porće - - do 300** * opterećenja se odnose na m 2 poršne polce; po sn oko 10 polca ** taama stalažama Masa prozoda sladšt račna se kao : M = Lm L [kg] l M = m A Ag [kg] l M = m Ak Ak [kg] Podac o gstoć skladštenja mog se odnost na korsn olmen prostorje k, pa se tada masa prozoda skladšt račna kao: M = k m k [kg] Korsn olme prostorje je = β [m 3 ] k g g [m 3 ] građensk olmen prostorje ( 0,75 0, ) β A ( 0,85 0, ) β A β = 9 za skladšta sne 3 6 m β = 95 za skladšta sne eće od 6 m 15

7 Kad se proračnaa korsn olmen tnela za brzo ohlađanje l smrzaanje, kojma sparač entlator zazmaj elk prostor račna se = 0,6 β [m 3 ] k g Podac o m k daj se sljedećoj tabel, odojeno za skladštenje smrznth prozoda, a odojeno za skladštenje ohlađenh prozoda Tab Specfčno opterećenje po 1 m3 korsnog prostora skladšta - smrznt prozod rsta prozoda m k [kg/m 3 ] Napomena Meso 350 Perad 350 sandcma Rba sandcma na hrp bačama Teletna 300 Snjetna Tab Specfčno opterećenje po 1 m3 korsnog prostora skladšta - ohlađen prozod rsta prozoda m k [kg/m 3 ] Napomena Jagode, smoke, šlje 270 Jabke, breske, marelce 300 Banane 140 Mahne 150 Kps, cjetača 140 Grah, rža, krastac 290 Krmpr 180 Maslac paketma bačama no 290 Po 200 bocama 0,5 l sr 460 koltma Kod komora za brzo smrzaanje, oe rjednost treba smanjt za %. PRIMJER: Ako se tnel za brzo smrzaanje građenskog olmena 100 m 3, sne 3-6 m, smrzaa meso, doba se z ranjh zraza: m = 350 0,7 = 245 kg/m 3 k =,6 g mk ( 0,8 0,8) M 0 β = 0,6 = kg 16

8 Napomena: treba pazt, jer kod komora za brzo smrzaanje občno tlocrtna poršna određje kolko robe možemo nest. rjednost dobene s m k treba projert s onma dobenm pomoć m Ak l m L Toplnsko opterećenje sljed hlađenja anjskog zraka Zrak se može namjerno doodt skladšte kako b se smanjla koncentracja plnoa, klonl mrs skladštene robe omogćo rad ljd skladšt. Tada goormo o namjernoj entlacj. Nenamjerno zrak dospjea prostorj nfltracjom prlkom otaranja rata rad manplacje l pregleda robe, radoa skladšt sl. Toplna se račna kao ( h h ) Q & = ρ [kw] 3 [m 3 /s] kolčna anjskog zraka koja dospjea prostorj h [kj/kgk]specfčna entalpja zraka prostorj h [kj/kgk] specfčna entalpja anjskog zraka ρ [kg/m 3 ] specfčna gstoća zraka pr temperatr prostorje Ako nemamo podataka z tablca o gstoć zraka, može se ona zračnat z jednadžbe stanja p ρ = RT gdje je R = 287 J/kgK, plnska konstanta za zrak, a T [K] temperatra zraka skladšt. Tlak p se može sojt [Pa]. Nenamjerno doeden zrak (sljed nfltracje otaranja rata). Kolčna zraka tjekom 24 sata račna se na sljedeć načn: = n [m 3 za 24 sata] g n je broj zmjena zraka 24 sata, dan je tablc nastak koja rjed za skladšta kojma je temperatra oko 0 o C (ne za skladšta sa smrzntm prozodma) Tab Broj zmjena zraka 24 sata hlađenm skladštma Građensk olmen Broj zmjena Građensk olmen g (m 3 g Broj zmjena ) za 24 sata n (m 3 ) za 24 sata n 5,66 44,0 226,0 5,5 14,5 26,0 566,0 3,5 56,6 12,0 1130,0 2,3 113,0 8,2 2830,0 1,4 Za komore olmena ećeg od 2830 m 3, račna se po zraz n = 75 g 17

9 Broj zmjena zraka za skladšta sa smrzntm prozodma (s temperatrama skladšt od 18 do 35 o C) doba se množenjem rjednost z gornje tablce s rjednošć 0,6. To je zbog rjeđeg otaranja rata oakm skladštma. Broj zmjena zraka tnelma prostorma za hlađenje l brzo smrzaanje jednak je broj otaranja tnela (prostorje) tjekom 24 sata. Toplnsk čnak za hlađenje zraka koj nenamjerno dospjea prostor je n Q& = g ( h h ) ρ 3 [kw] Namjerna entlacja Najčešće se prood rad održaanja koncentracje CO 2 dozoljenm grancama Kolčna zraka potrebna za entlacj je & & CO2 = [m 3 /h] rco DOZ r 2, CO2, olmensk do CO 2 anjskom zrak znos r CO, = 0,0003 0, što je odgoarajće MDK rjednost 300 do 340 PPM. Udo CO 2 arra osno o tome da l je atmosfera čsta l npr. ndstrjska. rco, = 0,005 2 DOZ dozoljena koncentracja CO 2 prostorj (5000 PPM). Kako je olmensk do CO 2 anjskom zrak mal sporedb s dozoljenm olmenskm djelom, može se kolčna zraka odredt prblžnm zrazom CO 2 [m 3 /h] r CO2, DOZ olmen CO 2 koj tjekom dana dospjea zrak može se zračnat z jednadžbe stanja R T = CO2 CO M 2 CO2 p gdje je RCO = 189 J/kgK, p = Pa T = T [K] 2 Dnen mas CO 2 koja nastaje od robe (oće porće) sljed boraka ljd može se zračnat pomoć zraza = M + teco nte 2 2 CO [kg dneno] M CO 2 e CO 2 je masa CO 2 koj odaje 1 kg prozoda tjekom jednog sata na sojoj srednjoj temperatr T m, a os o koncentracj CO 2 zrak prostorje. t [h] rjeme za koje je -t prozod zložen temperatr T m 18

10 e CO 2 [kg/h] masa CO 2 koj odaje jedan radnk tjekom jednog sata rada komor nt prodkt broja radnka radnh sat hlađenom prostor Tab Odaanje CO 2 oća porća rsta prozoda e CO 2 [g/th] Temperatra ϑ o m C Jabke 3 do 4 5 do 8 20 do Lmn naranče 3 do5 8 do Banane nezrele 15 do20 12 Banane zrele 35 do Krmpr 3 do 5 4 do Tab Odaanje CO 2 ljd rsta rada e CO 2 [g/h] Mroanje 30 Lak srednje težak fzčk rad 30 do 40 Težak fzčk rad 40 do 70 Za proračn potrebne kolčne zraka za održaanje dozoljene koncentracje CO 2 mog se korstt tablčn podac s naprjed zračnatm kolčnama zraka za pojedne prozode, z r CO 2 = 0, 005 : Tab Potrebne kolčne zraka za entlacj z dozoljen koncentracj r CO 2 = 0,005 Prozod Potrebna kolčna zraka (kg/th) na temperatr o C Banane nezrele - - 1,4 2,8 5,0 7,4 10,3 Breske 1,2 2,8 4,6 6,4 8,3 10,2 12,3 Naranče 0,35 0,55 0,8 1,25 1,75 2,25 2,75 3, Poznaajć kolčn zraka [m 3 /h] potrebnog za održaanje dozoljene koncentracje CO 2 spod dozoljene grance, može se odredt potreban toplnsk čnak Q& 1 3 = ρ ( h h ) [kw] 3600 U proračn će se odredt elčna Q & 3 po prom drgom načn odabrat eća. Treba odt račna da se anjsk zrak najčešće hlad sparač klma komore kojom se on dobalja prostor. Tada se toplna Q 3 ne kljčje čnak sparača rashladnom skladšt. 19

11 2.4. Toplnsko opterećenje sljed odjanja bološkh procesa skladštenm prozodma (toplna dsanja) Odnos se samo na oće porće znad temperatre smrzaanja. Q & = M q [kw] 4 d rjednost za qd dane s tablcama (treba h preračnat na W/kg). Tab Toplna dsanja oća OĆE q d [kj/th] ϑ [ o C] Banane zelene Banane zrele Lmn Jabke Tab Toplna dsanja porća PORĆE q d [kj/th] ϑ [ o C] Grašak Mrka Rajčca zrela Glje Toplnsko opterećenje sljed rada ljd Q5 = nqrt [kj] n broj ljd prostor t rjeme boraka ljd prostor [h], [s] Odaanje toplne čojeka os o stpnj fzčke aktnost jeta prostor (temperatra, brzna strjanja zraka). rjednost za q& r W dane s tablc za slčaj srednje teškog fzčkog rada razlčte temperatre prostor Tab Odaanje toplne ljd q& [kw] ϑ [oc] r Q = 5 5 t d q& r [kw] ϑ [oc] 0, ,351-12,2 0,247 4,5 0,381-17,8 0,278-1,2 0,410-23,3 & Q [kw] 20

12 2.6. Toplnsko opterećenje sljed rasjete Odana toplna tjekom rada rasjete Q6 = Prast [kj] t [s] rjeme kljčenost rasjete P [kw] prkljčna snaga rasjetnh tjela ras & Q [kw] Q = 6 6 t d Na gore opsan načn račna se toplnsko opterećenje od drgh elektrčnh ređaja. To s npr. ljškar, transportne trake, ređaj za sortranje sl. Toplna rasjete može se račnat na sljedeć načn Q& 6 = η A n = η ras g ras ras N ras [kw] ηras stpanj kljčenost (npr za slčaj τ = 8 h, rjed η 8 ras = = 0, 33) 24 A [m 2 ] poršna poda zolranog skladšta n ras = 0,01 kw/m 2 občajena rjednost za nstalran snag rasjete za jednc poršne 2.7. Toplnsko opterećenje sljed staranja nja na sparač Na poršnama sparača kondenzra smrzaa odena para koja se nalaz zrak prostorje. Para dolaz zrak z robe (kalranje robe) z nfltrranog zraka. laga z zraka koj sljed dfzje prodre prostorj kroz zdoe laga od ljd može zanemart. [ w j ( h j ho ) + ρ ( xs x )( h ho )] Q7 = [kj] j w j = CM - laga prozoda (kalranje) kg tjekom 24 sata Kolčna lage koj oslobađa roba zas o rst robe, načn pakoanja, temperatr lažnost zraka skladšt, kao o brzn strjanja zraka oko robe. ( r c t ) h j = sw s p3 [kj/kg] - entalpja lage oblk leda na temperatr na koj se ohlađje prozod h = r c t [kj/kg] - entalpja lage oblk leda na temperatr sparanja c r o s sw ( ) sw s o = 2,09 [kj/kgk] specfčn toplnsk kapactet leda = 334 [kj/kg] toplna smrzaanja leda [m 3 ] dneno doedena kolčna sježeg zraka x [kg/kg ]- sadržaj lage zrak koj đe komor s 21

13 h [kj/kg] entalpja lage zrak koj dospjea komor (ako se rad o an prpremljenom zrak) l entalpja lage zrak komor (tada se saja h = 0 jer se smatra da je toplna potrebna za kapljanje lage kod 0 o C eć obhaćena Q 3 ) x [kg/kg] - sadržaj lage zrak komor & Q [kw] Q = 7 7 t d Tab Podac o kalranj prozoda, a tme laz koj on odaj rsta prozoda % kalranja Napomena Ohlađanje mesa 1 do 3% za rashlađanje do +4 o C z w = 3m/s = 30 Skladštenje ohlađenog mesa 1% za rjeme od 5 dana z ϑ = 1 do 1 C ϕ = 85 do 95 % Smrzaanje mesa kalpma 0,3 do 0,34% za rjeme smrzaanja mesa Smrzaanje obješenog mesa za rjeme smrzaanja snjske poloce 1,5% goeđe četrtne 1,7 do 2% z w = 3m/s ϑ = 35 C Skladštenje smrzntog mesa za rjeme od 3-6 mjesec snjske poloce 1,1 do 3% z ϑ = 18do-38 C goeđe četrtne 2,3 do 3,3% w = 0, 1m/s Ohlađanje rbe 0,5 do 1% Za rjeme ohlađanja Smrzaanje rbe 1,2 do 3% za rjeme smrzaanja z w = 3m/s = 35 C Skladštenje smrznte rbe 0,2 do 4 % za rjeme od 1 mjeseca z ϑ = 20 C mrjć zrak Toplnsko opterećenje sljed rada entlatora Ne može se točno odredt dok nje poznat pad tlaka protok zraka kroz sparač. Da b se ta toplna procjenla, korst se faktor a Q & 7 8 = a Q& = 1 [kw] Tab Udo toplnskog opterećenja od rada entlatora a 0 za skladšta bez prslne crklacje zraka 0,1 za skladšta s prslnom crklacjom zraka 0,15 0,2 za komore za brzo rashlađanje 0,20 0,25 za tnele za brzo smrzaanje ϑ ϑ o C 22

14 2.9. Efektno rjeme rada rashladn čnak ređaja Rashladn čnak ređaja za hlađenje njegoh komponent određje se tako da tjekom dana pokrj potrebe za hlađenjem rjeme t ef koje je kraće od 24 sata, da b ostalo rjeme za posloe oko redonog održaanja rashladne nstalacje, otapanje nja s sparača, održaanje sl., kao zbog rezere kapacteta slčaj kara l neočekano elkog toplnskog opterećenja. Q Q or = td [kw] t ef Za t ef se praks sajaj sljedeće rjednost sat za hladnjake domaćnstma sat za komercjalne rashladne ređaje sat za ndstrjske rashladne ređaje 23