UNIVERSITATEA TRANSILVANIAFACULTATEA DE ALIMENTAŢIE ŞI TURISM

Proiect la Instalaţii şi Echipamente pentru Hoteluri şi

Restaurante

Instalaţia frigorifică pentru incinta de

depozitare a unei bucatarii din hotel

Realizat de:

Dima Maria Alexandra

An II IMIT 16282

Coordonator: Prof. Dr. Ing. Nicolae Ţane

1

Introducere

În cadrul preocupărilor generale de valorificare superioară a produselor alimentare,

utilizarea frigului artificial ocupă un loc central, de majoră însemnătate, în păstrarea şi

conservarea acestora.

Pe plan mondial se înregistrează încă pierderi de până la 30% din cantitatea totală de

produse vegetale, ca urmare a gradului ridicat de perisabilitate al acestora şi datorită deficienţelor

care există în circuitul pe care acestea îl parcurg de la producător până la consumator. Se

urmăreşte perfecţionarea şi dezvoltarea tehnologiilor de conservare a produselor alimentare în

scopul reducerii pierderilor materiale, prelungirii duratei de menţinere a calitaţii acestora şi

aportul de produse pentru alimentaţie şi în final realizarea de beneficii.

Dintre tehnologiile folosite în acest scop, cele frigorifice se remarcă prin efectul pe care îl

au la reducerea acţiunilor agenţilor care produc pierderi şi deprecieri, prin menţinerea valorii

calitative cu modificari minime (prospeţimea, gustul, aroma, valoarea nutritivă, conţinutul de

vitamine).

Prin calităţile lor nutritive şi organoleptice deosebite, legume şi fructele reprezintă

componenţa esenţiala şi de neînlocuit în alimetaţia omului.

Consumul este restrâns datorită sezonalităţii producţiei, recoltarea fiecărei specii

efectuându-se în general o dată pe an. În general, legumele necesită o depozitare la temperatura

joasa şi constantă. Se acordă o atenţie deosebita conservării prin frig a acestora, deoarece este

foarte avantajoasă.

Legumele se conservă prin frig, atât prin refrigerare, cât şi prin congelare.

Congelarea prin refrigerare ţine seama de calitatea legumelor precum şi soiul lor.

Refrigerarea legumelor prerăcite pana la 3 - 4[C] se execută în camere frigorifice dotate

cu răcitoare de aer, în care temperatura, umiditatea, circulaţia şi starea igienica a aerului

pot fi reglate cu uşurinţa.

Micro-organismele reprezintă una dintre cauzele principale care determină modificări

importante de cele mai multe ori nedorite, în produsele alimentare. Aceste modificari pot

determina înrăutăţirea calităţilor nutritive organoleptice, de conservabilitate sau pot conduce în

2

final la alterarea produsului alimentar. Temperaturile scăzute influenţează în mod determinant

atât creşterea şi înmulţirea micro-organismelor, cât şi modul în care enzimele acţionează asupra

proceselor biochimice din produsele alimentare.

CICLUL DE VIAŢĂ AL APARATELOR FRIGORIFICE

Toate hotelurile, oricât de mici, sunt o povară pentru mediul înconjurător, deoarece ele

generează următoarele impacte: (a) consumă materii prime, apă, energie pentru a furniza servicii

turiştilor; (b) folosesc substanţe nocive (cum ar fi CFC-clorofluorcarbon - folosit pentru

frigidere, sau înălbitori pe bază de clor ); (c) generează deşeuri şi produc ape menajere şi emisii

de gaze care poluează;  (d) multe din produsele ce se cumpără au un impact asupra mediului,

asociate cu modul lor de fabricaţie, utilizare şi eliminarea lor.

Din punct de vedere ecologic, instalaţiile frigorifice au un impact negativ asupra

mediului, datorită folosirii energiei (încălzire globală, epuizarea resurselor de energie

neregenerabile, acidifiere), a folosirii substanţelor de efect de distrugere a stratului de ozon sau a

altor substanţe care pot avea efect de încălzire globală a planetei.

3

Instalaţiile frigorifice ar trebui să aibă etichetă ecologică deoarece:

Ar consuma mai puţină energie (consumul de electricitate ar fi redus la 60%)

Se garantează nivelul ridicat de performanţă

Nivelul de poluare fonică este redus

Se folosesc substanţe cu efecte minime asupra stratului de ozon şi a încălzirii globale

Ar putea fi uşor dezasamblate şi reciclate

Fiecare hotel trebuie să adere la harta "ecologică" a hotelurilor, angajându-se să

întreprindă următoarele acţiuni:

 (a) să înfăptuiască practici de protejare a mediului pe toată durata sa de exploatare;

(b) să respecte toată legislaţia privind protecţia mediului;

(c) să reducă la minimum utilizarea energiei, apei şi materiilor prime;

(d) să reducă la minimum deşeurile şi să reducă, să refolosească şi să recicleze resursele

consumate de companie ori de câte ori este posibil;

(e) să reducă poluarea la minimum şi, acolo unde este posibil, să trateze apele menajere

deversate.

Este necesar să se concentreze eforturile asupra unui număr de şase domenii majore ale

protecţiei mediului înconjurător asupra cărora se poate acţiona, şi anume : energia, deşeurile

solide, apa, ape menajere şi emisii de gaze, angrosişti şi furnizori, probleme ale companiei. Este

necesară o analiză detaliată a acestor domenii, în funcţie de prioritatea aleasă, pregătirea unui

plan de acţiune precum şi monitorizarea progresului înregistrat, în cazul necesităţii unor

informaţii suplimentare sau asistenţă tehnică trebuie solicitate lămuriri sau ajutor suplimentar de

la asociaţiile existente.

4

Capitolul I

Studiul soluţiilor existente

1. Generalităţi

Tehnica frigului reprezintă un domeniu întins şi complex al tehnicii şi al ştiinţei. Aici se

studiază fenomene şi procese care au loc în diferite medii şi domenii de temperatură cuprinse

între şi aproape de .

Această ramură a ştiinţei stabileşte procedeele de calcul şi soluţiile constructive pentru

realizarea maşinilor şi instalaţiilor de producere a frigului. Diferitele domenii ale tehnicii

frigului, caracterizate prin niveluri diferite de temperatură, corespund unor procese de

peorducere a frigului şi unor maşini termice diferite, astfel:

Domeniul temperaturilor ridicate ale tehnicii frigului unde temperaturile sunt peste +

reprezintă domeniul pompelor de căldură;

Domeniul temperaturilor în jur de + întâlnit în procesele de climatizare reprezintă

domeniul în care frigul se produce prin comprimarea anumitor vapori sau prin absorbţie

în soluţii binare şi mult mai rar prin instalaţii cu comprimare de aer;

Domeniul denumit “frig industrial” este cuprins între şi - şi este domeniul

utilizat în industria chimică şi alimentară;

Domeniul “frigului adânc” în care s-au atins temperature mai mici de .

Aici se lucrează cu hidrogen, neon şi heliu lichide. Acest domeniu prezintă interes din

punct de vedere ştiinţific pur. Domeniul “frigului industrial” reprezintă cea mai largă ramură a

tehnicii frigului. Dintre principalii consumatori amintim: industria chimică, industria alimentară

pentru depozitele de produse alimentare brute şi prelucrate şi pentru reţeaua comercială, industria

constructoare de maşini în lucrări de tratamente termice.

Se urmăreşte creşterea eficienţei cu care sunt folosiţi combustibilii şi energia, reducerea

continuă a consumurilor specifice energetice, eliminarea pierderilor de energie şi gospodărirea ei

raţională.

5

Instalaţiile frigorifice servesc la scăderea şi menţinerea temperaturii unui corp sau sistem

de corpuri sub temperatura mediului înconjurător. Crearea într-un mediu a unei temperaturi mai

scăzute decât temperatura ambiantă necesită producerea unui schimb de căldură dinspre acel

mediu, denumit “mediu răcit” înspre agentul frigorific adus la starea fizică corespunzătoare. Prin

urmare temperatura agentului frigorific trebuie să fie mai scăzută decât cea a mediului răcit.

Procesele frigorifice care sunt suportate de agent o singură dată, adică agentul se

consumă în acelaşi timp cu desfăşurarea procesului, se numesc “procese frigorifice deschise”.

Procesele frigorifice pot avea loc şi cu folosirea în continuare a aceleaşi mase de agent

prin aducerea lui în stare iniţială şi se numesc “procese în circuit închis”.

Conform principiului al doilea al termodinamicii, producerea frigului prin transfer de

căldură de la temperatură scăzută la o temperatură ridicată are loc cu consum de lucru mecanic

(lucrul mecanic pentru comprimarea vaporilor).

Tehnica frigului utilizează două mari categorii de procedee de obţinere a temperaturilor

scăzute: procedee cu agent frigorific (sau pur termodinamice) şi procedee fără agent frigorific.

Procedee de obţinere a temperaturilor scăzuteCu agent frigorific Fără agent frigorificÎn circuit deschis În circuit închis

+prin utlizarea gheţii

+prin utilizarea amestecurilor refrigerente

+prin evacuarea unor lichide

+prin vaporizarea unor lichide la saturaţie

Cu vapori Cu gaze+prin efect Peltier

+prin demagnetizarea adiabatică a substanţelor paramagnetice

+prin efect Ettinghaus

+cu comprimare mecanica în compresoare

+cu comprimare în ejectoare

+cu absorbţie

+prin destindere adiabatică în detentoare

+prin laminare

+prin destindere în tub pulsatoriu

Indiferent de procedeul sau instalaţia frigorifică utilizată, orice proces de obţinere a

temperaturilor scăzute în scopuri industriale trebuie analizat din punct de vedere calitativ prin

considerarea consecinţelor principiilor termodinamicii,în special celui de al doilea,referitoare la

ireversibilităţile proceselor de lucru.

6

Pentru preluarea căldurii de la mediul răcit, printr-un procedeu termodinamic, este

necesară existenţa agentului frigorific.

Agenţii frigorifici sunt substanţe omogene sau amestecuri de substanţe care preiau în

cursul ciclului frigorific căldura de la mediul ce trebuie răcit şi o cedează altui mediu (în general

mediul ambiant) la o temperatură mai ridicată. Ei trebuie să corespundă cerinţelor impuse de

schema şi tipul instalaţiilor precum şi de nivelul de temperatură al celor două surse de caldură.

În funcţie de temperatura de vaporizare agenţii frigorifici se clasifică în:

Cu temperatură de vaporizare ridicată ( şi );

Cu temperatură medie de vaporizare ( şi );

Cu temperatură joasă de vaporizare ( şi ).

Agenţii frigorifici trebuie să îndeplinească anumite condiţii:

Presiunea de vaporizare să fie superioară presiunii atmosferice dar apropiată de aceasta,

pentru a se evita infiltrarea aerului în instalaţie, ceea c ear provoca, printer altele,

înrăutăţirea schimbului de căldură;

Presiunea de condensare să fie cât mai scăzută, acest lucru conducând la mărirea

randamentului compresorului şi reducerea greutăţii lui;

căldura de vaporizare să fie mare, reducând astfel debitul de agent frigorific în instalaţie;

să aibă vâscozitate mică pentru reducerea pierderilor hidraulice;

vaporii de agent frigorific să fie solubili faţă de apă (evitarea formării

dopurilor de gheaţă);

să nu fie inflamabili;

să fie stabili chimici în domeniul de utilizare;

să aibă impact redus asupra efectului de seră şi asupra distrugerii stratului

de ozon.

Agenţi frigorifici, ar putea fi următoarele substanţe:

Amoniacul (NH3) este un gaz incolor cu miros specific pronunţat. Caracteristicile

remarcate: căldura latenta de vaporizare relativ ridicată; conductivitatea termică este bună; nu se

dizolvă în ulei şi este puternic absorbit de apă ; arde prost în aer; este toxic pentru organism la

concentraţii de peste 0,5 %; este utilizat în instalaţiile cu comprimare mecanică.

7

Freonii (agenţii frigorifici halogenaţi): sunt compusi halogenati ai metanului sau

etanului obtinuţi prin înlocuirea unuia sau mai multor atomi de hidrogen prin atomi de Cl sau F.

Dintre proprietăţi specifice se remarcă: toxicitate nulă sau foarte redusa; au o bună stabilitate

termică; sunt compatibili cu metalele şi unele uleiuri; prezintă toxicitate redusă; apa se dizolvă în

freoni în mod diferit.

Dioxidul de carbon (CO2): este utilizat în principal pentru producerea gheţii uscate

(zăpada carbonică); este neutru în raport cu metalele, neinflamabil netoxic;

Agenţi intermediari

Pentru transportul frigului de la generatorul de frig la consumator se utilizează agenţi

purtători de frig (intermediari) care să satisfacă următoarele cerinţe:

- stabilitate chimică;

- toxicitate redusă, imflamabilitate şi lipsa pericolului de explozie;

- temperatură scăzută de congelare;

- vascozitate redusă pentru reducerea pierderilor hidraulice la circulaţie prin conducte;

- căldura specifică mare pentru reducerea debitului de agent intermediar;

La nivelul frigului moderat se utilizează ca agenţi intermediari sărurile, adică soluţiile de

clorură de sodiu (NaCl) şi clorură de calciu (CaCl2)in apă. Ca agenţi intermediari se pot folosi

lichidele de tip antigel de tipul soluţiei de etilerglicol pentru temperaturi de -75 C.

Încadrarea instalaţiilor frigorifice faţă de mediul ambiant

8

Clasificarea instalaţiilor frigorifice:

După principiul de funcţionare:

instalaţii cu comprimare mecanică , antrenate de motoare electrice sau termice, ce

folosesc proprietăţi elastice ale vaporilor sau gazului;

instalaţii cu absorbţie ce folosesc ca principiu reacţiile chimice evoterne şi andoterne

dintre un solvent şi un dizolvant. Acestea se pot subclasifica astfel:

instalaţii cu absorbţie, la care procesele au loc la limita de separare dintre faza lichidă şi

faza gazoasă;

instalaţii cu absorbţie, la care procesul de sorbţie are loc la suprafaţa absorbantului

în fază solidă. Aceste instalaţii folosesc ca şi potenţial motor energia termică.

instalaţii cu jet ce utilizează energie cinetică a unui jet de gaz sau de vapori. Aceste

instalaţii frigorifice se subclasifică:

cu ejecţie unde presiunea dinamică jetului creează o depresiune in vaporizator;

cu turbionare unde jetul de gaz produce un vârtej cu efect de creare a unui gradient

termic.

instalaţii termoelectrice ce folosesc efectul Pèltiér la trecerea curentului electric prin

sisteme formate din două metale diferite, cand se produc incălziri şi răciri la locul de

sudare al metalelor; Este cunoscut faptul că trecerea curentului electric printr-un ansamblu

format din 2 materiale diferite se constată apariţia unei diferenţe de temperatură la cele 2 lipituri

ale sistemului. Aplicarea pe scară largă a acestui efect a devenit posibilă odată cu dezvoltarea

tehnicii semiconductoarelor.

instalaţii magnetice ce utilizează proprietatea corpurilor magnetice de a-şi mări

temperatura.

După tipul ciclului de funcţionare:

instalaţii în circuit închis – la care agentul de lucru parcurge succesiv toate etapele şi

utilajele instalaţiei frigorifice într-un circuit închis, temperatura sa variind între limitele

9

impuse de cele 2 surse de căldură. În această categorie se încadrează instalaţiile

frigorifice cu compresie mecanică de vapori, cu absorbţie, cu ejecţie.

instalaţii în circuit deschis – la care agentul frigorific, după ce parcurge o parte a

instalaţiei, este scos din sistem; în locul agentului evacuat este introdusă o nouă cantitate

de agent proaspăt.

După periodicitate:

instalaţii cu funcţionare continuă – caracterizate prin aceea ca sistemul se găseşte în

permanenţă în funcţionare la sarcina normală;

instalaţii cu funcţionare discontinuă – în regim nestaţionar. Acestea funcţionează

intermitent, sau un singur aparat are mai multe roluri.

Schema generală a unei instalaţii frigorifice

INSTALAŢIILE FRIGORIFICE CU COMPRESIE MECANICĂ DE VAPORI

Instalaţiile frigorifice cu compresie mecanică de vapori au o mare răspândire în tehnică

datorită fiabilităţii lor mari. În timpul parcurgerii ciclului de funcţionare, agentul de lucru îşi

schimbă starea de agregare de 2 ori.

După numărul treptelor de comprimare, instalaţiile frigorifice se împart în:

-instalaţii frigorifice cu o treaptă de comprimare (până la -30°C)

10

-instalaţii frigorifice cu 2 trepte de comprimare (-30 ÷ -60°C)

-instalaţii frigorifice cu 3 trepte de comprimare (-60 ÷ -90°C)

-instalaţii frigorifice în cascadă (-60 ÷ -90°C)

Instalaţii frigorifice cu o treaptă de comprimare

Rolul unei instalaţii frigorifice este de a transfera căldura de la o sursă rece la un corp

cald, consumând în acest proces un lucru mecanic.

Într-o instalaţie frigorifică există 3 interacţiuni dintre 3 corpuri şi anume:

Corpul rece – care este mediul şi al cărei temperatură trebuie coborâtă sau menţinută la aceeaşi

valoare;

Corpul cald – care, de cele mai multe ori, este mediul înconjurător;

Agentul frigorific – care circulă prin toate componentele instalaţiei frigorifice, schimbându-şi

starea de agregare.

Schema si ciclul ideal al unei instalatii frigorifice cu compresie mecanica de vapori:

Această instalaţie are următoarele utilaje:

Vaporizatorul V în care are loc vaporizarea agentului frigorific, transformare izoterm-izobară.

Vaporizatoul aduce parametrii agentului frigorific de la p ,t ,x=0 la p , t , x=1.

Compresorul C care comprimă agentul frigorific, în urma acestui proces crescând temperatura şi

presiunea la valorile t , p , care este un proces adiabatic.

Condensatorul K care are rolul de a condensa vaporii de agent frigorific şi a-i aduce în stare

lichidă, corespunzător parametrilor punctului 3.

Detentorul D care realizează o detentă, în urma căreia, presiunea, de la o valoare p este adusă la

valoarea p , valoare necesară procesului din vaporizator.

Reprezentarea ciclului frigorific în diagrama T-S, adică temperatură-entropie, arată procesele ce

compun acest ciclu:

1-2: proces de comprimare adiabatic, realizat de compresorul C;

11

2-3: proces de condensare izoterm-izobară;

3-4: proces de detentă realizat în detentor;

4-1: proces de vaporizare realizat în vaporizator.

Vaporizatorul este sursa rece a instalaţiei frigorifice. Procesul de răcire se realizează prin

vaporizarea agentului frigorific în urma căruia se absoarbe căldura din mediul ambiant, răcindu-l,

acest proces este izobar-izoterm.

Vaporizatorul poate fi plasat direct la consumatorul de frig, cum este cazul instalaţiilor

frigorifice, sau poate fi plasat în volumul unei soluţii care se răceşte, în cazul instalaţiilor cu

agent intermediar de răcire.

Compresorul C are 2 funcţii: reduce volumul de vapori prin comprimarea acestuia şi-i

transportă în instalaţie, deci are rol şi de pompă. Din punct de vedere termodinamic este o

transformare adiabatică.

Condensatorul K are rolul de a aduce vaporii de agent frigorific în stare lichidă. Este un

proces izoterm-izobar cu degajare de caldură.

Instalaţie frigorifică cu 2 trepte de comprimare

Pot realiza mai economic, temperaturi scăzute, de până la -25…-60°C. Aceste instalaţii

sunt caracterizate prin realizarea unei comprimări de la valoarea presiunii de vaporizare p0, până

la un nivel intermediar de presiune, urmată de o nouă comprimare, de la nivelul presiunii

12

intermediare până la valoarea presiunii de condensare pk. Evident, între cele două procese de

comprimare, trebuie să existe şi o răcire intermediară a vaporilor refulaţi din prima treaptă de

comprimare.

fig

Vaporii rezultaţi în vaporizatorul V sunt aspiraţi de compresorul de joasă presiune K şi

comprimaţi până la starea 2.În butelia de răcire intermediară BRI vaporii se răcesc până la starea

2 şi apoi împreună cu vaporii formaţi în BRI sunt aspiraţi de compresorul de înaltă presiune K ,

comprimaţi adiabatic până la starea 3 şi refulaţi în condensorul C.

În condensor are loc o răcire izobară a vaporilor până la starea 3 şi apoi condensarea

izobar-izotermă până la starea 4. Lichidul rezultat se subrăceşte în până la starea 5 în subrăcitorul

Srdupă care se împarte în 2 părţi:

o parte se injectează în butelia de răcire intermediară prin intermediul ventilului de reglaj VR1

laminându-se până la starea 6 în vederea răcirii vaporilor refulaţi de compresorul K

o altă parte se subrăceşte în serpentina montată în butelie până la starea 7. Lichidul cu starea 7 se

injectează în vaporizatorul V prin intermediul ventilului de reglaj VR2 unde este laminat până în

starea 8. În vaporizator are loc vaporizarea până la starea 1. Apoi procesul se repetă.

13

Instalaţie frigorifică cu 3 trepte de comprimare

Pot realiza temperaturi scăzute, de până la cca. –90°C, fiind caracterizate prin existenţa a

două nivele intermediare de presiune între presiunea de vaporizare p şi cea de condensare p

.Procesul frigorific prin comprimare de vapori în 3 trepte se utilizează rar în scopuri industriale,

deoarece schema instalaţiei devine complexă şi dificil de automatizat.

Instalaţii frigorifice în cascadă

Sunt o categorie aparte de instalaţii frigorifice cu comprimare mecanică de vapori,

caracterizate prin prezenţa unui număr de cel puţin două circuite frigorifice distincte, în care evo-

luează câte un alt agent frigorific. Aceste instalaţii pot să asigure realizarea unor temperaturi

scăzute de până la cca. –90°C, ca şi instalaţiile în trei trepte de comprimare. Cuplarea

circuitelor frigorifice distincte ale acestor instalaţii, denumite şi cascade, se realizează prin

intermediul unor schimbătoare de căldură particulare, denumite condensatoare-vaporizatoare, în

care agentul frigorific al cascadei inferioare (care realizează un nivel mai scăut de temperatură)

condensează, iar agentul frigorific al cascadei superioare (care realizează un nivel mai ridicat de

temperatură) vaporizează, preluând căldura furnizată de agentul frigorific al cascadei inferioare,

prin desupraîncălzire şi condensare.

Câteva din motivele pentru care instalaţiile frigorifice funcţionând prin comprimare

mecanică de vapori sunt extrem de răspândite la ora actuală pot fi considerate următoarele:

Permit preluarea căldurii de la sursa rece şi cedarea căldurii către sursa caldă, prin schimbarea

stării de agregare, ceea ce are ca efect reducerea substanţială a debitelor masice şi a cantităţii de

agent frigorific din instalaţie;

Procesele de transfer termic realizate prin schimbarea stării de agregare, sunt

caracterizate de coeficienţi de transfer termic ridicaţi, ceea ce permite utilizarea în aceste

instalaţii a unor schimbătoare de căldură caracterizate prin suprafeţe de transfer termic reduse;

Permit preluarea căldurii de la sursa rece şi cedarea căldurii către sursa caldă, prin procese izo-

14

terme, ceea ce are ca efect posibilitatea reducerii ireversibilităţilor datorate transferului de căldu-

ră la diferenţe finite de temperatură.

Influenţa subrăcirii condensului asupra ciclului frigorific

Pentru mărirea eficienţei frigorifice a ciclului de funcţionare a instalaţiei frigorifice într-o

singură treaptă de comprimare, ca şi pentru reducerea pierderilor datorate ireversibilităţii din

procesul de laminare adiabatică, se poate realiza subrăcirea agentului de lucru înaintea

dispozitivului de laminare. Acest proces poate fi realizat practic, prin introducerea în schema

instalaţiei a unui subrăcitor, utilizând apa ca agent de răcire. În figura 1 este prezentată o

asemenea instalaţie frigorifică, având vaporizator şi condensator de tip multitubular orizontal, iar

în figura 2 este prezentată schema funcţională, pe care subrăcitorul a fost notat cu SR. Se

consideră că în condensatorul instalaţiei K, se realizează doar condensarea propriu-zisă a

agentului frigorific, nu şi subrăcirea acestuia. De multe ori, aşa cum s-a arătat în capitolul

referitor la condensare, subrăcirea agentului frigorific este realizată chiar în condensator.

Schema instalaţiei cu subrăcire, prezentată aici, este specifică instalaţiilor frigorifice de

puteri mari şi foarte mari, în care agentul frigorific este amoniacul. De regulă în aceste instalaţii,

agentul de răcire al condensatorului este apa. Tot apa se poate utiliza şi pentru răcirea

subrăcitorului.

Ciclul de lucru din această instalaţie, a fost reprezentat în cele două diagrame

termodinamice T-s şi lgp-h, din figurile 3 şi 4. Se observă că în diagrama T-s, procesul de

subrăcire 3-3’, se reprezintă practic pe curba de lichid saturat, deoarece izobara corespunzătoare

acestui proces, se apropie foarte mult de curba lichidului saturat, suprapunându-se practic peste

aceasta.

15

Fig.2 Schema instalaţiei frigorifice ameliorate Fig. 1 Instalaţie frigorifică ameliorată prin

subrăcire cu apă prin subrăcire cu apă

Instalaţii frigorifice cu absorbţie

Producerea frigului se realizează prin schimbul de căldură între agentul frigorific care

fierbe la o temperatură scăzută, şi mediul răcit aflat într-un spaţiu izolat termic. Pentru realizarea

procesului se foloseşte în instalaţia frigorifică cu absorbţie o soluţie binară formată dintr-un

agent frigorific şi un mediu ambiant.

Caracteristic pentru cele 2 substanţe este că au temperaturi de fierbere diferite la aceeaşi

presiune şi că dizolvarea lor se face nelimitat. Dintre soluţiile binare se folosesc în mod practic

soluţiile: apă-amoniac, Bromură de Litiu-apă.

Procesul de absorbţie constă în dizolvarea vaporilor de agent frigorific, amoniac sau apă,

în soluţia lichidă apă-amoniac, respectic în soluţie lichidă de Bromură de Litiu-apă. Procesul de

absorbţie se realizează cu degajare de căldură ce trebuie eliminată din sistem.

16

Instalaţii frigorifice cu ejecţie

De regulă ca agent frigorific se utilizează apa, care prezintă o serie de avantaje: ieftină,

netoxică, neinflamabilă, căldură latentă de vaporizare mare. Pentru comprimarea vaporilor reci

de apă se foloseşte energa cinetică a burului viu care se destinde în ejector. Aburul viu

antrenează prin ejecţie în ajutajul convergent-divergent al ejectorului, vaporii reci din vaporizator

mărindu-le presiunea de la P0 la Pk.

Instalaţia cuprinde două cicluri şi trei nivele de presiuni: presiunea de fierbere PF, de

condensare Pk şi de vaporizare P0. Utilizarea ejectoarelor prezintă avantajele: construcţie simplă,

ieftină, fără piese in mişcare a ejectorului, siguranţă in exploatare, lipsa ungerii, intreţinere

uşoară şi posibilitatea deplasării intregii instalaţii in exterior fără necesitatea unei construcţii de

adăpostire. Prezintă ca dezavantaje: necesitatea aburului viu de antrenare, adaptarea dificilă a

instalaţiei la variaţia parametrilor externi, reglarea dificilă a puterii frigorifice

Instalaţiile frigorifice cu ejecţie se utilizează pentru răcirea unor soluţii apoase, a apei

industriale, in condiţionarea aerului, in unele procese tehnologice din chimie, farmacie.

17

Compresoare frigorifice

Compresoare frigorifice utilizate în instalaţiile frigorifice cu comprimare de

Vapori

Din punct de vedere al principiului de funcţionare compresoare se pot impărţi in două

categorii:

- compresoare volumice, la care creşterea presiunii se realizează prin micşorarea volumului în

care sunt închişi vaporii;

- turbocompresoare, la care comprimarea se realizează pe seama forţelor executate de un rotor cu

palete, asupra vaporilor şi a transformării energiei cinetice, astfel obţinute, in energie potentială

de presiune la trecerea prin stator.

Compresoarele cu piston fac parte din familia compresoarelor volumice alternative şi pot

fi de trei tipuri constructive:

a) deschis;

b) semiermetic;

c) ermetic

a) b)

c)

18

Compresoarele deschise se pot cupla cu motoare separate, de tip electric sau termic şi pot

vehicula orice tip de agent frigorific. În general sunt utilizate pentru puteri frigorifice medii şi

mari.

Compresoarele semiermentice sunt cuplate direct la un motor electric închis într-un carter

demontabil comun. Nu pot vehicula decât freoni şi se utilizează pentru puteri medii.

Compresoarele ermetice se aseamănă cu cele semiermetice, dar sunt închise împreună cu

motorul într-o carcasă etanşă nedemontabilă (sudată).

Schimbătoare de căldură

Principalele schimbătoare de căldură din instalţiile frigorifice sunt vaporizatorul şi

condensatorul. În componenţa acestor instalaţii mai pot să existe şi alte schimbătoare de căldură

cum sunt:

- Subrăcitoarele din instalaţiile frigorifice funcţionând cu amoniac;

- Schimbătoarele interne de căldură (regeneratoare) din instalaţiile frigorifice cu

freoni.

Cele mai importante criterii de clasificare a schimbătoarelor de căldură sunt:

După natura agentului cu care agentul frigorific realizează transferul termic:

- gaze (în general aer);

- lichide (în general apă).

După rolul funcţional şi tipul schimbătorului:

- vaporizatoare

- răcitoare de aer (sau alte gaze);

- răcitoare de apă (sau alte lichide).

- condensatoare

- răcite cu apă (sau alte lichide);

- răcite cu aer (sau alte gaze).

După condiţiile de funcţionare cele mai importante ce caracterizează regimul de lucru al

schimbătoarelor de căldură din instalaţiile frigorifice sunt:

- temperaturile şi presiunile agenţilor la intrarea şi ieşirea din schimbător (în cazul

19

răcirii aerului este importantă şi umiditatea acestuia);

- diferenţa minimă de temperatură între cei doi agenţi;

- modul de alimentare cu agent frigorific (în special pentru vaporizatoare);

- prezenţa acumulărilor termice (cazul vaporizatoarelor acumulatoare de gheaţă).

După sarcinile termice ale schimbătoarelor de căldură, care reprezintă mărimile

fundamentale pentru proiectarea acestor aparate.

După caracteristicile geometrice ale schimbătoarelor de căldură adică:

- dimensiunile de gabarit (lungime, lăţime, înălţime);

- modul de dispunere a ţevilor;

- pasul dintre ţevi;

- dimensiunile ţevilor (diametru exterior şi interior, sau diametrul exterior şi

grosimea);

- numărul de rânduri de ţevi (ţevi pe orizontală) şi numărul de secţii (ţevi pe

verticală).

Indiferent de modul în care sunt clasificate schimbătoarele de căldură utilizate în

tehnica frigului, există patru modalităţi tehnice de realizare a acestora, dintre care primele două

sunt cele mai răspândite:

- Schimbătoare multitubulare;

- Baterii cu aripioare;

- Schimbătoare cu plăci;

- Schimbătoare coaxiale.

Schimbătoarele multitubulare sunt construite în principiu dintr-un fascicul de ţevi,

montate în două plăci tubulare şi închise într-o manta prevăzută cu capace:

20

Schema funcţională a unui schimbător de căldură

Sisteme cu frig artificial

Sistemele cu frig artificial (Fig. 1a) şi natural (Fig.1b) sunt sisteme complexe, compuse

respectiv din 5...6 subsisteme (mediul ambiant, operator, tehnologie, utilaj electric, bloc de

reglare, produsul răcit) unite între ele prin zeci de legături.

Sistemul cu frig artificial practic nu depinde de mediul ambiant, pe când sistemul cu frig natural

depinde integral de parametrii mediului ambiant (temperatura, umiditatea relativă şi viteza

aerului, durata perioadelor rece şi caldă ale anului, etc.).

La păstrarea fructelor şi legumelor pot fi utilizate următoarele sisteme de răcire:

- răcirea directă;

- răcirea indirectă;

- răcirea cu aer.

Răcirea directă - consumuri reduse de energie, scheme complexe de distribuţie a agentului

frigorific, posibilitatea pierderii unor mari cantităţi de agent în cazul unor neetanşeităţi.

Răcirea indirectă (cu saramură) - au răcitoare cu răcirea intensivă cu aripioare, care diminuează

spaţiile de depozitare, siguranţă în funcţionare mai bună volum redus de agent frigorific, reglare

şi automatizare uşoară, consum de energie mai mare cu cca. 5 ... 6% faţă de răcirea directă.

Spaţii de depozitare cu utilizarea sistemului de răcire indirectă sunt prezentate în Fig. 2.

21

Fig. 1 Structura sistemelor cu frig artificial (a) şi natural (b).

Răcirea cu aer - consum redus de metal volum redus de agent frigorific, asigură distribuţia

uniformă a temperaturii în magaziile frigorifice, permite topirea periodică şi evacuarea în

exterior a gheţii depuse pe vaporizatoare, care sunt amplasate în afara camerelor frigorifice,

consumul de energie, creşte cu 20 ... 25% faţă de răcirea directă (datorită ventilatoarelor şi

pătrunderilor de căldură prin tubulaturi), uscare intensă a produselor. Sistemele de răcire cu aer şi

combinată sunt prezentate în Fig.3. a şi b.

Totodată, s-a stabilit (Fig. 5) că cea mai variată temperatură a aerului pe verticală (ceea ce

este inadmisibil) o asigură sistemul de răcire indirectă a aerului, instalat la pereţii depozitului.

Mai puţin variază temperatura aerului pe verticală în depozite la utilizarea sistemelor de

răcire indirectă a aerului, instalate în partea de sus a depozitului şi la sistemele de răcire cu aer.

Pierderile în greutate ale merelor sunt minimale (0,2 ... 1%) la utilizarea sistemului de

răcire indirectă a aerului, instalat în parte de sus a depozitului, Fig. 6 şi Fig.7.

22

Fig. 2. Spaţii de depozitare cu utilizarea sistemului de răcire indirectă.

a - instalat la pereţii depozitului; b - instalat în partea de sus a depozitului.

Merită atenţie, în scopul reducerii consumului de energie electrică, utilizarea aerului

atmosferic la temperaturi în jurul de 0°C după o schemă cu ciclu deschis (Fig. 9, a) şi după o schemă

cu ciclu închis (Fig. 9; b) la temperaturi ale aerului mai mari de 0°C.

Fig. 3. Spaţii de depozitare cu utilizarea sistemelor de răcire

23

Fig. 5. Variaţia temperaturii aerului pe verticală la: a - sistemul de răcire cu aer; b - sistemul de răcire

indirectă a aerului instalat în partea de sus a depozitului

aer aer

atmosferic atmosferic

Fig. 9. Sistemul de răcire a aerului în depozit cu cicluri deschis (a) şi închis (b)

- depozit de păstrare a fructelor şi legumelor; 2 - instalaţie frigorifică.

24

Aer

sau

apă

Aer

sau

apă

Fig. 10. Scheme de răc

Fig. 10.Sistemul de răcire consecutiv pe fiecare cameră aparte al unui depozit de păstrare a

fructelor şi legumelor. tp –temperatura de păstrare a produselor

O altă rezervă este utilizarea schemei consecutive de răcire a aerului în camerele depozitului

cu diferite specii de fructe şi legume. Deoarece temperaturile aerului de păstrare a fructelor şi

legumelor sunt diferite schema consecutivă de răcire a fructelor şi legumelor (Fig. 10, a) este

mai eficientă din punctul de vedere al reducerii consumului de energie electrică în comparaţie cu

varianta în care fiecare spaţiu de depozitare este răcit aparte(Fig.10b).

Fig. 11.Schema consecutivă de răcire a fructelor, legumelor

25

Instalaţiefrigorifică

Instalaţiefrigorifică

Mere tP =2...30C.

Varză tP = 10C.

Cartofi tP =3...40C.

StruguritP =-1...00C.

t ≈ 00CApă sau Aer.

t ≈ 00CApă sau Aer.

Depozit pentru fruncte

tP = 0...40C

Depozit pentru legume.

tP = 0...40C.Instalaţiefrigorifică

Sistemele cu frig artificial şi natural pentru păstrarea fructelor şi legumelor sunt sisteme

complexe compuse respectiv din 5-6 subsisteme (mediul ambiant, operator, tehnologie, utilaj

electric, bloc de reglare, produs răcit).

Valorile temperaturii şi umidităţii aerului în depozitele de păstrare a fructelor, precum şi

pierderile de greutate şi conţinutul de putregăi a fructelor esenţial depind de sistema de răcire

aleasă.

Merită atenţie în scopul reducerii consumului de energie electrică utilizarea aerului

atmosferic după o schemă cu ciclu deschis sau închis respectiv la temperaturi a aerului

atmosferic în jurul 00C şi mai mari.

O altă rezervă de economisire a energiei o constituie utilizarea schemei consecutive de

răcire a aerului în depozitul cu diferite specii de fructe şi legume

Exemple de depozite frigorifice

26

2. Prezentarea depozitului de legume

Prin definiţie depozitele reprezintă spaţiile de păstrare a unor produse în condiţii de

microclimat şi durată fixate de furnizor pentru păstrarea tuturor parametrilor de calitate. În cadrul

produselor alimentare criteriile de calitate se referă la păstrarea valorilor nutritive, a aspectelor

senzoriale şi a criteriilor de salubritate prin evitarea alterării, degradării, contaminării chimice şi

biologice, impurificării cu praf sau mirosuri străine.

Microclimatul spaţiilor de păstrare ale alimentelor include principalii parametri de

urmărire a temperaturii, umiditătii, iluminării (radiaţia solară) şi ventilaţiei. Din acest motiv,

spaţiile amenajate pentru păstrarea alimentelor sunt separate după gama sortimentală a

produselor şi au toate instalaţiile şi instrumentele necesare de control pentru asigurarea

condiţiilor de microclimat stabilite prin norme pentru fiecare categorie de produse.

Există 2 categorii de depozite:cele aparţinând producătorului alimente sau distribuitorului

şi cele aparţinând unei întreprinderi. Prima categorie de magazine de rece este cunoscută sub

numele de “magazine reci private”, ele oferind servicii către terţi şi făcând parte din categoria

depozitelor comerciale publice.Acestea sunt parte a lanţului de frig, care se va desfăşura de la

producător la consumator.

Cele mai multe depozite frigorifice oferă servicii suplimentare pentru clienţii lor. Aceste

servicii sunt numite valoarea adaugată. Serviciile pot implica: produse proaspete de congelare,

ambalare, transport, la cules de comandă, controlul stocurilor. Produsele sunt ambalate în cutii de

carton înainte de congelare. Viteza aerului între straturi cutie poate fi ajustată de către aşa

numitele distanţieri. Profilul şi secţiunea transversală a distanţierei trebuie să fie optimizate.

Pentru a se realiza viteza suficientă a aerului peste cutii este necesară o cruce cu secţiunea de 70

mm. Congelarea sau răcirea poate rula 16-30 ore în funcţie de produse, indiferent dacă sunt

ambalate sau nu, în funcţie de greutate şi raportul de suprafaţă. Optimizarea în continuare a

procesului de congelare poate fi obţinută prin reglarea compresorului şi a ventilatorului, pentru a

controla cererea şi oferta de frig în timpul acestui proces.

În cadrul sistemului H.A.C.C.P. s-au stabilit instrucţiunile de folosire şi întreţinere a

spaţiilor de frig ce trebuie respectate de unităţile de alimentaţie ce deţin astfel de dotări:

27

unităţile cu profil alimentar trebui să fie dotate cu spaţii de frig pentru păstrarea materiilor

prime, semipreparatelor, semifabricatelor şi produselor finite şi uşor alterabile;

volumul spaţiului frigorific va fi stabilit şi asigurat în funcţie de natura, durata de păstrare

şi cantitatea produselor destinate depozitării cu respectarea regulilor de vecinătate, a

evitării supraaglomerării;

în spaţiile frigorifice trebuie asigurată măsurarea temperaturii (permanent sau periodic)

conform graficului de temeperatură afişat pe uşă;

aprovizionarea cu alimente uşor alterabile va fi făcută strict în măsura posibilităţilor de

conservare prin frig;

alimentele pregătite termic vor fi introduse în spaţiile de frig numai după răcirea

prealabilă efectuată în timp cât mai scurt;

spaţiile de frig se dezgheaţă periodic şi ori de câte ori este nevoie cu menţionarea acestei

operaţii în caietul de degivrare. Spaţiile de frig se dezgheaţă după scoaterea tuturor

alimentelor şi depozitarea corespunzătoare a acestora;

după dezgheţare se îndepărtează apa de la topire, pereţii se spală cu apă caldă şi

detergenţi autorizaţi, se şterg cu o soluţie de bromocet (sau alt dezifectant autorizat);

după perioada minimă de contact urmează clătirea şi zvântarea pereţilor; alimentele se

reintroduc în spaţiul de frig numai după atingerea nivelului de temperatură prevăzut în

norme;

recongelarea produselor decongelate este interzisă.

Hotelul pe care îmi voi desfăşura proiectul asigură cazarea pentru 100 de persoane,

programul respectând normele privind clasificarea şi dimensionarea unităţilor hoteliere şi de

alimentaţie publică pentru turism, încadrându-se în parametrii funcţionali, structurali şi de

echipare pentru un hotel de 3* stele.

Partea de alimentaţie publică, din cadrul hotelului ales este alcatuită dintr-un restaurant

clasic - dimensionat pentru cca. 50 de locuri (1,60 mp./consumator), amplasat în relaţie directă

cu holul hotelului şi cu exteriorul. Accesul din exterior va fi asigurat printr-un hol.

Restaurantul este legat cu bucătăria generală prin intermediul oficiului,fiind situate la

acelaşi nivel, pentru a se evita circulaţiile pe verticală.

28

Serviciile anexe alimentaţiei publice

Bucătăria generală este legată de sala de restaurant printr-un oficiu şi este concepută

astfel încât să poată asigura în totalitate necesarul preparatelor pentru toate unităţile de

alimentaţie publică din incinta hotelului. Cuprinde următoarele funcţiuni:

Camera de preparare carne

Camera de preparare legume

Bucătăria caldă. Aici se efectuează prelucrarea termică a produselor şi semifabricatelor,

fierberea bulioanelor, supelor, sosurilor, a diferitor garnituri, bucate de felul 2, se coc produse

făinoase şi culinare. În secţia fierbinte sunt stocate bucatele din toate secţiile de prelucrare a

bucatelor.

Bucătăria rece. Secţia de bucate reci este asezată în aşa mod ca să fie în legatură

minimală cu secţia de bucate fierbinte, unde decurge prelucrarea termică a produselor pentru

pregătirea ulterioară a bucatelor reci.

Spălător vase în legatură directă cu bucătăria caldă

Spălător veselă în legatură directă cu bucătăria caldă

Camera pt băuturi

Camera bucatarului şef

Depozitul de legume

Spaţii aprovizionare - depozitare amplasate la subsol (demisol) vor cuprinde

următoarele funcţiuni: Depozit de băuturi; Depozite frigorifice: carne, peşte, ouă.

Bucătăria restaurantului este proiectată în aşa fel încât să respecte condiţiile impuse de

modelul funcţional prevăzut de sitemul H.A.C.C.P.. Ea dispune de un spaţiu pentru preparate

reci dotat cu spaţii frigorifice, mese de preparare a alimentelor (diferite pentru diverse tipuri de

alimente); o bucătărie caldă dotată şi ea cu mese pentru diferite preparate şi cu plită cu hotă

precum şi o cameră pentru spălarea recipientelor şi a ustensilelor dotată cu bazine de prespălare,

de clătire şi de fierbere a recipientelor.

29

Bucătarul şef al restaurantului este responsabil cu monitorizarea punctelor critice de

control nominalizate în planul general H.A.C.C.P.. Acestea urmăresc ţinuta personalului,

controlul materiilor prime, a depozitării şi a produselor la desfacere, excluderea recongelării

cărnii decongelate, controlul răcirii imediate a produselor calde care urmează să servească la

preparate reci şi depozitare la frig, controlul spaţiilor frigorifice, controlul evitării încrucişării

între fazele salubre şi insalubre şi controlul curăţeniei şi bunei gospodăriri pe întregul sistem.

Pentru bucătăria caldă sunt urmărite şi monitorizate puncte critice de control specifice

operaţiunilor ce se desfăşoară în cadrul acesteia: recepţie şi livrare calitativă, respectarea

circuitelor din plan, controlul temperaturii în punctele tehnologice stabilite prin norme,

respectarea duratei de pregătire culinară termică, reguli de răcire şi păstare la cald etc.

În cadrul camerei destinate spălării recipientelor şi ustensilelor, punctele critice de control

urmăresc spălarea imediată a roboţilor, spălarea, dezinfecţia şi clătirea conform normativelor,

regulilor de depozitare a ustensilelor şi controlul scurgerii.

Operaţiunile preliminare de prelucrare a legumelor, cărnii şi peştelui se fac în încăperi

separate.Organizarea igienico-sanitară a spaţiilor de lucru şi a fluxului tehnologic în unităţile de

alimentaţie stabilită în conformitate cu principiile H.A.C.C.P. creează un sistem de relaţii

funcţionale şi rapide între compartimentele care în plus asigură şi o protecţie eficientă împotriva

oricăror factori de risc ce ar afecta sănătatea şi securitatea consumatorilor.

Datorită dificultăţilor mari în stabilirea temperaturii medii a produselor supuse congelarii

se poate lua drept criteriu de apreciere a stadiului răcirii temperatura centrului termic. Se

numeşte centru termic al corpului, punctul cu temperatura cea mai ridicată la un moment dat.

Definiţia centrului termic este valabilă în condiţiile în care mediul de răcire are aceeaşi

parametrii principali (temperatura, viteza) in jurul corpului răcit.

Depozitarea legumelor în stare refrigerată depinde de starea materiei prime la intrarea în

spaţiul frigorific precum şi de rezistenţa conservării prin frig a speciei sau soiului respectiv.

Legumele refrigerate pot fi depozitate:

a) pentru durată scurtă 1 – 7 zile, datorită în unele cazuri rezistenţei reduse la depozitare a unor

specii sau soiuri;

30

b) pentru durata medie 1 – 4 săptămâni, condiţionată de capacitatea de depozitare prin frig a

materiei prime şi executată în general în scopul prelungirii duratei de consum, mai ales la

sfârşitul campaniei de recoltare când piaţa este săturată cu produse proaspete;

c) pe termen îndelungat 4 – 6 luni, care se execută în special pentru soiuri care se pot conserva

un timp îndelungat prin frig, în scopul stocării şi distribuirii în sezonul lipsit de producţia de

legume.

Depozitarea legumelor se efectuează de preferinţă în ambalaje mari de formă regulată.

Durata maximă de depozitare a fiecărei specii este dependentă de caracteristicile materiei prime

şi de condiţiile de depozitare.

Depozitele frigorifice sunt destinate pentru refrigerarea, congelarea şi păstrarea

produselor alimentare la temperaturi joase sau numai pentru păstrarea produselor alimentare

refrigerate sau congelate în alte depozite.

După recoltarea legumelor, în acestea continuă procese complicate de respiraţie, maturare

şi evaporare a apei. Respiraţia este însoţită de o degajare de căldură care depinde mai mult de

temperatura la care sunt păstrate legumele.

RĂCIREA LEGUMELOR

În camerele depozitelor frigorifice de pregătire pentru răcirea iniţială a legumelor se

menţine o temperatură de aproximativ – 1 [C] şi o umiditate a aerului de aproximativ 90%.

Stivele trebuie aşezate astfel încât aerul să poată scălda uşor şi din toate părţile legumele

ambalate. Durata de răcire până la + 5 [C] a legumelor cu o temperatură iniţială de 25 [C] este

de 16 – 24 ore.

PĂSTRAREA LEGUMELOR

Camerele pentru păstrare trebuie să fie uscate şi curate; aerul trebuie să fie proaspăt şi

fără miros. Lăzile cu legume se aşează pe rafturi, cu interspaţii pentru trecerea aerului.

31

Capitolul II

Alegerea soluţiei constructive şi justificarea ei

Depozitul proiectat pentru bucătăria unui hotel de 3 stele se va compune din 2 camere

frigorifice standard, realizate de firma Kingspan şi montate de constructori specializaţi în sisteme

de răcire.

Camerele frigorifice sunt instalaţii termice cu rolul de a prelua căldura de la un mediu cu

temperatura mai scăzută şi de a o ceda unui mediu cu temperatura mai ridicată. Transportul

fluxului de căldură absorbit de la o sursă rece (vaporizator) şi cedat unei surse calde

(condensator) se realizează cu consum de energie. Transferul de temperatură este realizat cu

ajutorul unui agent frigorific, în cazul meu amoniacul. Preluarea căldurii de la mediul rece

impune agentului frigorific o temperatură mai mică decât acesta. Compresorul este echipamentul

ce realizează circulaţia amoniacului între vaporizator şi condensator prin comprimarea vaporilor

de agent frigorific, ventilul de laminare fiind componenta ce realizează scăderea presiunii

amoniacului dinspre condensator spre vaporizator. Camerele au control electronic de

temperatură, dezgheţare, ventilatoare, timp de drenaj şi elemente de îmbinare sanitare care

respectă toate normele europene în vigoare.

Pentru realizarea unei camere frigorifice este necesar să existe o corelare între parametrii

tehnici şi condiţiile de depozitare impuse de producători. M-am gândit la această variantă

deoarece se reduc costurile de exploatare, se reduce costul energetic şi se asigură un mediu

interior cu temperatură controlată pentru depozitarea legumelor.

Componentele necesare camerei frigorifice: panou tăiat la dimensiuni necesare, uşă

realizată din oţel inoxidabil, componente de fixare.

32

Pentru ca legumele să fie păstrate la o temperatură potrivită, mă voi axa pe instalaţia

frigorifică cu compresie mecanică într-o treaptă. Pentru aceasta voi determina suprafeţele

camerelor, apoi tipul de perete izolant indicat pentru camera aleasă, necesarul de frig, precum şi

calculul instalaţiei frigorifice în sine.

33

Capitolul III

Calculul şi dimensionarea instalaţiei frigorifice

1. Dimensionarea încăperilor depozitului frigorific

Determinarea suprafeţelor încăperilor frigorifice

Calculul suprafeţelor celor 2 camere frigorifice se realizează după capacitatea lor şi după

încărcarea produselor pe 1m2 (suprafaţă) sau 1m3 (volum). Suprafaţa construită a camerelor se

determină după suprafaţa de încărcare, luându-se în considerare distanţa rafturilor faţă de perete.

SU2 [m2] < 6 6 – 30 30 – 80 80 – 300 > 300

1.8 1.5 1.4 1.3 1.2

Suprafaţa= Lungime x Lăţime

Suprafaţa= 2 x 3 =6 m2

Volumul= Suprafaţa x Înălţime

Volumul= 6 x 2.2=13.2 m3

qi(cantitate produse):15 sortimente x 20 kg=300 kg

Calculul suprafeţelor utile a camerelor din structura depozitului

Su = Si ×

Su=6 ×1.5=9 m2

unde:

= coeficientul care ţine seama de distanţele dintre rafturi şi pereţi.

34

Se verifică capacitatea de prelucrare qp ţinând seama de norma specifică de

încărcare Ni.

Se calculează rulajul R pentru fiecare cameră din structura depozitului.

R = r q i [kg / 24h]

unde:

r = reprezintă un anumit procent din capacitatea maximă de depozitare.

rr = 4 – 12% - pentru refrigerare;

R=(4 x 300)/100=12 kg/24 h

Suprafaţa utilă pentru ambele camere:18 m2

Suprafaţa totală depozit:18+1.5=19.5 m2

2. Determinarea necesarului de frig

Necesarul de frig, pentru fiecare spaţiu răcit se calculează din bilanţul termic pentru un

interval de 24h. Cantitatea totală de căldură care trebuie extrasă Q[kJ/24h], se determină cu

relaţia:

Q=Q1+Q2+Q3+Q4

unde:

- Q1 este cantitatea de căldură pătrunsă din exterior prin izolaţii, datorită diferenţelor de

temperatură. Se ţine seama inclusiv de radiaţia solară;

35

- Q2 este necesarul de frig tehnologic, pentru refrigerarea produselor;

- Q3 este necesarul de frig pentru ventilarea camerelor;

- Q4 este necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor din timpul exploatării, datorate

deschiderii uşilor, prezenţei corpurilor de iluminat, a motoarelor, a persoanelor care prestează

diverse activităţi în depozite

Q1 - cantitatea de căldură pătrunsă din exterior prin izolaţii, datorită diferenţelor de

temperatură şi datorită radiaţiei solare, se determină cu relaţia:

Q1=

unde:

- ki [W/m2K] este coeficientul global de transfer termic pentru elementul de construcţie i

(perete);

- Si [m2] este suprafaţa elementului de construcţie i;

- Δti [°C] este diferenţa de temperatură pe feţele elementului de construcţie i;

- Δtr [°C] este creşterea suplimentară a diferenţei de temperatură, datorată radiaţiei solare.

Δ tmax=tex-ti

tex=temperatura medie anuală în luna august în Brasov) 20

ti=pentru refrigerarea produselor

Pentru legume: Δtmax=20

Pentru fructe: Δtmax=

Pentru legume: ki=0.58 pentru

Pentru fructe: ki=0.58 pentru Δt=18

Pentru pereţi interiori se calculează diferenţa de temperatură pe feţele acestora Δti, în funcţie de

Δtmax cu relaţia:

Δ ti=A× Δ tmax

unde:

36

- A=0,7…0,8 pentru pereţi care separă spaţiile răcite (izolate) de cele neizolate care comunică

direct cu spaţiul exterior (valorile mai mici sunt recomandate în cazul refrigerării, iar cele mai

mari în cazul congelării);

- A=0,6…0,7 pentru pereţii care separă spaţiile răcite de cele nerăcite, dar care nu comunică

direct cu exteriorul (de exemplu coridoare interioare);

- A=0,4 pentru pereţii care separă spaţiile răcite de cele nerăcite, având izolaţii termice (camere

frigorifice care nu funcţionează, sasuri si culoare);

Pentru legume: Δti=0.6

Pentru fructe: Δti=0.6

Influenţa radiaţiei se ia în considerare numai pentru pereţii exteriori şi pentru plafoanele care

reprezintă şi acoperişul clădirii.

Δtr=5 ,pentru pereţii exterior orientate spre E,V,SE şi SV.

Pentru legume:

Q1=0.58

Pentru fructe:

Q1=0.58 × 9 × (10.8 + 5) ×24 × 3.6= 7126

Q2 - necesarul de frig tehnologic, pentru refrigerarea produselor se calculează cu relaţia:

Q2=m

unde:

- m [kg/24h] este cantitatea de produse prelucrate prin frig;

- hi, hf [kJ/kg] sunt entalpiile specifice ale produsului în starea iniţială şi finală, recomandate de

literatura de specialitate;

- Dm este pierderea în greutate a produselor daorită deshidratării, recomandată de literatura de

specialitate;

- Qrc este cantitatea de căldura degajată prin reacţii biochimice de către produse, fiind utilizată şi

denumirea de căldură de respiraţie. Valoarea acestei călduri este de asemenea recomandată de

37

literatura de specialitate pentru fiecare tip de produs în parte. Este o mărime specifică produselor

vii (legume şi fructe) refrigerate.

Pentru legume:

hi=271.6 hf=275.4

Dm=0.1

Qrc=1670 la 2

Q2=450

Pentru fructe:

hi= 236 hf= 239.8

Dm= 0.1

Qrc= 2720 la 2

Q2= 450

Q3 - necesarul de frig pentru ventilarea camerelor.

În funcţie de natura produselor şi de temperatura din spaţiul frigorific, este necesar uneori să

se asigure un anumit număr de schimburi ale aerului din incintă în 24h. Ca exemplu, întotdeauna

va fi necesară ventilarea prin introducere de aer proaspăt şi de pastrare a depozitelor legumelor şi

fructelor refrigerate. Aceste produse vii respiră în timpul păstrării şi necesită în consecinţă

ventilarea spaţiilor de păstrare.Această componentă a necesarului de frig se poate calcula cu

relaţia:

Q3=V

unde:

- V[m3] este volumul camerelor frigorifice ventilate;

- a este numărul de schimburi de aer în 24h, pentru spaţiul respectiv;

- ri este densitatea aerului din interiorul spaţiului răcit.

Q3=13.2 × 3 ×10 × (2-1)= 396

38

Q4 - necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor din timpul exploatării, datorate

deschiderii uşilor, prezenţei corpurilor de iluminat, a motoarelor, a persoanelor care

prestează diverse activităţi în depozite.

La dimensionarea depozitelor, se poate considera Q4=(0.1…0.4) x Q1

Pentru legume:

Q4=0.2×7397=1479

Pentru fructe:

Q4=0.2×7126=1425

Necesarul de frig pentru legume este:

Q=7397+ 1130+ 396+ 1479= 10402

Necesarul de frig pentru fructe este:

Q=7126 + 2180 +396 + 1425 = 11127

Sarcina frigorifică:

Φ=

În care se consideră că timpul de funcţionare este τ= 20 ore pe zi pentru produse refrigerate. Necesarul a fost majorat cu 5% pentru a lua în calcul pierderile de căldură pe conductele de la compresor la vaporizator.

Pentru legume:

Φ=

Pentru fructe:

Φ=

3. Izolarea camerelor frigorifice

39

Pentru izolarea camerelor cea mai potrivită soluţie ar fi dată de panourile izolatoare,de la

firma Kingspan cu spumă poliuretanică, concepute pentru construcţia de camere cu temperaturi

negative, prezintă calităţi excelente şi aproape constante pe întreaga lor durată de viaţă.

Caracteristici ale îmbinărilor dintre panouri:

la un montaj corect, etanşeitatea perfecta la vapori şi gaze este garantată (camere cu

atmosferă controlată);

asigură absenţa de goluri în structura panoului;

reducând pierderile termice, duc la economii din costurile legate de investiţiile şi

operarea sistemului de răcire.

La calculul termic,cunoscând necesarul de frig calculat anterior, se va lua în considerare

grosimea panoului camerei frigorifice (160 mm), transferul termic ( k- valoare coeficient = 0.15

)

În cazul aplicaţiilor la care panoul este şi perete exterior, acesta suferă diferenţe mari de

temperatură (în special pe timp de vară).

Pentru aplicaţiile cu temperaturi pozitive la care panoul izolator are rol şi de perete

exterior, trebuie prevăzut şi un sistem de încălzire în eventualitatea unui ger prelungit.

Astfel, în special pentru camerele cu temperaturi negative, este obligatorie instalarea de

supape de presiune (valve compensatorii) în pereţii încăperii.

Numărul şi dimensiunile acestora vor fi stabilite de proiectant.

40

Montarea panourilor este posibilă atât în poziţie orientală cât şi verticală, îmbinarea perfectă realizându-se pe lângă asamblarea tip nut şi feder şi cu o garnitură de etanşare de cauciuc.

4. Calculul instalaţiei frigorifice

41

În acest capitol se va efectua un calcul termic preliminar pentru o instalaţie frigorifică cu

comprimare mecanică de vapori într-o treaptă, ce foloseşte drept agent frigorific NH3 .

Calculul temperaturii de vaporizare:

Se determină în funcţie de temperatura agentului secundar la ieşirea din vaporizator

ţinând seama de anumite considerente.

pentru produsele refrigerate din depozit

t = tdr - tr

tdr = 0C

tr = (12-18)oC,

din considerente economice adoptăm tr = 12oC

t = 0 – 12 = - 12oC.

Calculul temperaturii de condensare:

Se determină în funcţie de temperatura agentului de răcire la ieşirea din condensator,

ţinând seama de anumite considerente economice.

tc = tW2 + c

tW2 = temperatura apei de răcire la iesirea din condensator

tW2 = 28C

c = (2 – 4)oC se adoptă 2oC

tc = 28 + 2 = 30oC.

Debitul de frig pentru refrigerarea produselor :

Q02 = 3586.96 [Kcal / h] la temperatura de - 9oC

O instalaţie într-o treaptă pentru nivelul de -9C:

-agent frigorific NH3

-puterea frigorifică Q02 = 3586.96 [Kcal / h]

-temperatura de vaporizare t02 = -9C

-temperatura de condensare tc = 30C

MĂRIMEA

42

PUNCTUL T P

[bari]

I

[Kcal/Kg]

V

[m3/Kg]C K

1 -9 264.15 3 0.43 1.52

2 85 358.15 11.895 0.150 1.52

2’ 30 303.15 11.895 0.118 1.28

3 30 303.15 11.895 0.135 1.47

3’ 30 303.15 11.895 0.11 1.28

4 9 264.15 3 0.07 0.158

Pe baza parametrilor din tabel se calculează:

1.Puterea frigorifică specifică a agentului:

q02 = i1 – i4 = 0.43 – 0.07 = 0.36 [Kcal / Kg]

2.Puterea specifica volumică la aspiraţia vaporilor în compresor:

q0v = q0 / s1 = 0.36 / 1.52 = 0.23 [Kcal / m 3 ]

3.Sarcina termică specifică a agentului la condensare:

| qc | = i3 – i4 = 0.135-0.07 = 0.065 [Kcal / Kg]

4.Lucrul mecanic tehnic specific de comprimare în treaptă de joasă presiune:

| Ic |= i1 – i2 = 0.43-0.15 = 0.28 [Kcal / Kg]

5.Cantitatea de agent ce circulă prin treapta de joasă presiune:

3.Debitul de agent ce circulă prin treapta de înaltă presiune:

4.Randamentul energetic:

43

Sarcina specifică a subrăcitorului:

Qsr = i3 – i3’ = 0.135-0.11 = 0.025 [Kcal / Kg]

Puterea consumată de compresor C:

P=G1 I01= 9964 0.43= 4284[Kcal / h]

1 KW = 859.85 Kcal / h

P1 = 4.98 KW

Eficienţa frigorifică:

Debitul masic de amoniac

D = Debit masic de amoniac

Φ = sarcina frigorifică

q02 = puterea frigorifică masică

Pentru legume: D=1.15 [kJ/kg]

Pentru fructe: D=0.44 [kJ/kg]

5. Alegerea componentelor instalaţiei frigorifice

44

Una dintre cele mai importante activităţi în proiectarea instalaţiilor frigorifice este

reprezentată de calculul sau alegerea componentelor instalaţiei. Importanţa acestei etape provine

din faptul ca aparatele proiectate sau alese pentru a face parte din instalaţie sunt cele care trebuie

să asigure în timpul funcţionării acesteia, temperaturile scăzute şi puterile frigorifice solicitate de

beneficiar.

Instalaţia frigorifică este alcătuită din:

Compresor;

Vaporizator;

Condensator;

Ventil de laminare;

Subrăcitor cu schimbător de căldură;

Calculul compresorului

Se alege un compresor ABAC, cu piston,professional, FT5.5/620/500, de la firma

Airmaster, în valoare de 1208 RON.

FT5.5/620/500 este un compresor de aer, profesional, cu două pistoane, actionat prin

curea de un motor electric trifazat, prevăzut cu protecţie termică; aripioare de răcire a

cilindrului şi a capacului chiulasei , de construţtie specială; tub colector cu aripioare de răcire

a aerului ce intră în rezervor; ventilaţie forţată cu debit mare; nivel redus de zgomot; ungere

îmbunătăţită realizată cu un consum scăzut de ulei.

45

DATE TEHNICE ale compresorului

Tensiune alimentare:380V/50HZ

Capacitate butelie:500l

Presiune maxima:11bar

Debit aer aspirat:618l/min

Putere motor:4.0kW

Debit aer refulat:441l

Turatie grup compressor: 1300rpm

Numar cilindrii: 2

Numar trepte de compresie: 1

Nivel zgomot: 80dB

Dimensiuni: 203x68x140cm

Greutate: 225 kg

Calculul vaporizatorului

Valori cunoscute:

Qo=3586.96 kcal/h,puterea frigorifică necesară

k = 9 [kcal/m2 . h . grad],conform producătorului

Diferenţa medie dintre agent şi aer este de 12 grade Celsius.

46

Suprafaţa de schimb de căldură necesară:

S=94.3m2

S-a optat pentru modelul MTE 13L7 ED,de la firma CONFORTEX, cu o capacitate de 0

grade în cameră. Are o valoare de 1632 RON.

47

Calculul condensatorului

Viteza aerului la circulaţia forţată = 2 m/s( în secţiunea frontală liberă) şi 5 în m/s printre

aripioare. Coeficientul k = 25 W/m2X K, pentru circulaţia forţată a aerului.

Suprafaţa de transfer de căldură a condensatorului:

tmed = diferenţa medie de temperatură între agentul frigorific şi apa de răcire din considerente

tehnico – economice.

k = coeficient global de transmiterea căldurii

k = 20 [W / m2 . k]

Qk = puterea termica a condensatorului

Qcd=putere condensator

D=debitul de agent

Qk = Qcd×D

Pentru legume: Qk=10×1.15=11.5

Pentru fructe: Qk=10×0.44=4.4

Suprafaţa de transfer de căldură a condensatorului:

Pentru legume: Sk=11.5/20×2.88=0.19m2

Pentru fructe: Sk=4.4/20×2.88=0.07 m2

Se alege un condensator răcire cu aer CD-33, produs de firma Delatreid S.R.L, în valoare de

1660 RON.

CAPACITATE NOMINALĂ: 10 kW; VENTILATOARE: 2X240 W; DIAMETRU: 350;

CONEXIUNE ŢEAVĂ INTRARE: 19 MM; ŢEAVĂ IEŞIRE: 16 MM; DIMENSIUNI DE

GABARIT: 900X200X480

Celelalte componente ale instalaţiei nu se vor mai calcula, întrucât camera frigorifică

dispune de acestea.

Calculul camerei frigorifice

Dimensiuni 2X3X2.2m (13.2m3), panouri

termoizolante de 160mm, agregate

profesionale Kingspan, tablouri automatizate,

rafturi incluse în cameră.

Temperatura (+30 –9 grade), Amoniac R717,

evaporator ventilat, condensare aer, degrivare

automată

Valvă termostatică Danfoss TES 5 2 buc

Filtru castel 4411/7A 2 buc

Ventil solenoid castel 1070/5S

Presostat înaltă presiune ranco 016H6750 2 buc

Vizor lichid castel 36407 2 buc

Subrăcitor cu schimbător de căldura carly lcye 1013 2 buc

Releu protecţie termistori int 69 2 buc

Rezistenţă carter tub 2 buc

Uşa 2000mmX1200mm, tocuri încălzite etc

Rezistenţă degrivare în silicon tas 2 M 2 buc

Tablou de comandă şi automatizare 2 buc

Panouri termoizolante sandwich 160mm

Corespunde exigentelor UNIUNII EUROPENE

Pret 11000 RON

Transport şi montaj - punere în funcţiune inclusă

6. Automatizarea instalaţiei frigorifice

Instalaţia frigorifică poate fi complet automatizată, adică operaţiile de comandă, reglare,

control, protecţie şi semnalizare se pot realiza cu dispozitive de automatizare.

Comanda instalaţiei se poate realize cu punerea în funcţiune, menţinerea constantă a parametrilor

sau variaţia lor după o lege anumita şi oprirea.

Controlul automat se realizează cu aparate înregistratoare a principalilor parametrii,

eliberănd personalul de exploatare de o urmărire continuă a acestora şi permiţând aprecierea

corectă a modului de funcţionare a instalaţiei în decursul careia s-a efectuat înregistrarea

automată. Poate utiliza şi semnalizarea acustică sau luminoasă, la atingerea unor valori limită

pentru parametrii urmăriţi.

Protecţia automată previne apariţia unei funcţionari periculoase a instalaţiei, prin

întreruperea ei daca un parametru controlat atinge o valoare de avarie. Este însoţit, obligatoriu,

de o semnalizare acustică sau optică care localizează avaria.

Prin automatizarea acestei instalaţii se va urmări proiectarea unui sistem de reglare şi

automatizare a instalaţiei frigorifice care să asigure următoarele funcţii de reglare şi protecţie:

Funcţii de reglare:

- menţinerea constantă a temperaturii mediului răcit;

- reglarea aportului de aer proaspăt;

- reglarea umidităţii aerului;

- alimentarea corectă cu lichid a vaporizatoarelor;

- controlul presiunii de condensare şi vaporizare;

- reglarea puterii frigorifice a instalaţiei;

- oprirea automată a compresorului;

- evitarea ciclurilor scurte de funcţionare a compresorului;

- evitarea migrării uleiului în instalaţia frigorifică.

Funcţii de protecţie:

- protecţia instalaţiei împotriva creşterii presiunii de condensare.

- protecţia compresorului împotriva ungerii ineficiente.

Reglarea temperaturii camerei din depozit

În cazul în care temperatura din camera scade sub valoarea dorită, termostatul Tc2,

comandă ventilul electromagnetic VEM2, acesta închizând conducta de alimentare cu agent.

Agentul rămas vaporizează în totalitate, rezultă că vaporizatorul nu va mai absoarbe căldură, deci

temperatura din depozit va creşte.

Când temperatura din depozit este mai mare decat cea dorită, se deschide ventilul,

agentul patrunde în vaporizator unde vaporizează. Rezultă scăderea temperaturii în spaţiul răcit.

7. Tehnologia de execuţie a instalaţiei

Exploatarea instalatiei

Fiecare element al instalaţiei frigorifice va fi supus încercării hidraulice(de rezistenţă), la

presiunea specifică. După montare elementele instalaţiei se supun încercării de răcire cu un gaz

inert (aer, amestec de aer şi agent frigorific), la p: 1,1. Dacă în decurs de 24 ore presiunea nu

scade cu mai mult de 0,5 bar răcirea e bună.

Punerea în funcţiune a instalaţiei cuprinde etapele: pregătirea instalaţiei, pornirea

compresorului,alimentarea vaporizatorului cu agent frigorific.Pregătirea instalaţiei constă în

deschiderea robinetelor din circuitul frigorific. La compresor se verifică circuitul de ulei şi apa

de răcire,starea aparatelor de măsurare.Se deschide robinetul de refulare şi se porneşte

motorul.Se pornesc ventilatoarele.Se alimentează vaporizatorul cu lichid frigorific,prin

deschiderea treptată a robinetului din amonte de ventil de reglare.

Pentru o funcţionare corectă şi economică se urmăreşte menţinerea parametrilor ceruţi de

consumator(temperatură, umiditate, viteză) cu costuri de exploatare cât mai reduse (consumuri

de energie,agent frigorific, apă,ulei) pentru o perioadă cât mai lungă.Instalaţia funcţionează

corect când conducta de aspiraţie este brumată, iar cea de refulare fierbinte, nu se aud bătăi în

compresor.Pentru economisirea energiei temperatura de condensare trebuie să fie cât mai

coborâtă,urmărindu-se debitul şi temperatura agentului frigorific.Întreţinerea instalaţiei implică:

asigurarea ungerii corecte (presiunea uleiului să fie cu 0,5....1,5 bar superioară celei de

aspiraţie),curăţirea filtrelor şi a suprafeţelor de transfer termic, verficarea concentraţiei şi PH-ului

saramurii,verificarea durităţii apei de răcire.

Funcţionarea instalaţiei

La instalaţia cu amoniac agentul intermediar sosit de la consumatorul de frig este răcit în

vaporizatorul V,căldura preluată de amoniacul lichid servindu-i să vaporizeze. Protecţia

compresorului K, contra pătrunderii picăturilor de lichid în cilindru, se realizează prin

separatorul de lichid,SL, încât în compresor se aspiră vapori saturaţi de stare 1. Vaporii de

amoniac sunt comprimaţi adiabatic în compresor, consumându-se puterea Pk. Deoarece indicele

de comprimare adiabatică X, la amoniac, este mai mare decât la freon, temperatura vaporilor

comprimaţi t2 va fi mai mare. Uleiul, cu rol benefic în cilindrul compresorului unde diminuează

frecările, participă la răcire, este nedorit în schimbările de căldură unde înrăutăţeşte transferul

termic. Reţinerea uleiului antrenat de vaporii de amoniac refulaţi din compresor se realizează în

separatorul de ulei SU, de unde este readuc în carter.

În condenstaorul C şi subrăcitorul de lichid SR, se cedează căldura (fiC şi fiSR) către

mediul înconjurător, amoniacul trecând succesiv de la starea de vapori supraîncălziţi 2, la cea de

c'vapori saturaţi 2”, lichid saturat 3 şi, în final, la cea de lichid subrăcit 3”.

Creşterea eficienţei frigorifice se realizează prin puterea frigorifică suplimentară

efectuată prin subrăcirea lichidului. Pentru că în acest proiect se folosesc instalaţii de putere

mică, rolul subrăcitorului este preluat de condensator.

Amoniacul subrăcit este apoi laminat în ventilul de laminare VL. La amoniac acest ventil

este de tip plutitor, reglând debitul de lichid ce alimentează vaporizatorul (deci puterea frigorifică

a instalaţiei), prin menţinerea nivelului constant al lichidului în separatorul de lichid. În acest fel,

în vaporizator va pătrunde lichid saturat, înmbunătăţindu-se transferul termic în timpul

vaporizării.

În ceea ce priveşte calculul termodinamic al ciclului teoretic al instalaţiei se va calcula:

Debitul masic de vapori de amoniac rezultaţi din vaporizator:

Determinarea cauzelor funcţionării incorecte a instalaţiei frigorifice

LOCALIZAREA DEFECŢIUNILOR EFECTUL ASUPRA FUNCŢIONĂRII INSTALAŢIEI

COMPRESORULa. rouă sau brumă pe partea de aspiraţie a

compresoruluib. nivelul uleiului prea scăzut în carterc. nivelul uleiului prea înalt în carterd. uleiul fierbe în carter la porniree. uleiul fierbe în carter în timpul

funcţionăriif. timpul de funcţionare prea scurtg. coacereh. motor defecti. semne de uzură

a. agentul frigorific lichid intră în compresor cu riscul deteriorării acestora

b. instalaţia se opreşte prin intermediul presostatului diferenţial. Provoacă uzura pieselor mobile

c. agentul frigorific lichid loveşte în cilindri-riscul detriorării compresorului(deteriorarea supapelor, deteriorarea pieselor în mişcare)

d. lovituri hidraulice (defecţiuni ca la punctul c)

e. lovituri hidraulice(defecţiuni ca la punctul c)

f. temperatura În camera frigorifică prea mare

g. sistemul funcţioneaza cu capacitate redusă

h.i. consum mare de energie

CONDENSATOR RĂCIT CU AERa. impurităţi(vaselină,reziduuri uscate)b. ventilatorul oprit(motor defect)c. elicea ventilatorului defectăd. aripioare deformate(manipulare

grosieră)

a,b, -presiune de condensare crescută,putere frigorifică redusă,consum mare de energie

RĂCITORUL DE AER (VAPORIZATOR)a. vaporizator brumat numai la intrare,

ventil termostatic puternic brumat(defectarea ventilului termostatic)

b. partea frontală blocată de brumă(decongelare incorect executată)

c. ventilatorul nu funcţioneză(motor defect)

a. supraîncălzire mare la ieşirea din vaporizator, funcţionare la presiune de aspiraţie scăzută, putere frigorifică scăzută

b. ,c –funcţionare la presiune de aspiraţie foarte scăzută

Defecţiuni care pot fi auzite

APARATUL DEFECT EFECTUL ASUPRA FUNCŢIONĂRII INSTALAŢIEI

COMPRESORULa.bătăi la pornire(uleiul fierbe)

Lovituri hidraulice, riscul detriorării compresorului

CAMERA RECEa. Instalaţia de alarmă defectă(lipsă de

întreţinere)b. Miros neplăcut în compartimentul de

legume(umiditate prea mare din cauza vaporizatorului prea mare)

a,b Calitate scăzută a alimentelor şi/sau pierdera lor

Măsuri de tehnica securităţii muncii

Măsuri de protecţia muncii pentru montajul instalaţiei frigorifice

Faza umplerii cu NH3 şi punerii în funcţiune.

Operaţia de umplere va fi începută numai după prezentarea proceselor verbale de rodaj

mecanic, proba de rezistenţă şi etanşeitate, curăţire, uscare şi vacuumare. Se va realiza numai de

unitatea ce a realizat montajul.

Probele de funcţionalitate nu vor fi începute fără îndeplinirea următoarelor condiţii:

să existe autorizaţiile tehnice pentru recipienţii sub presiune, procesele verbale de

rodaj mecanic al compresorului şi echipamentului frigorific utilizat, proceselor

verbale ale probelor de presiune şi etanşeitate a instalaţiei;

realizarea şi funcţionarea ventilatoarelor de avarie şi a iluminatului de siguranţa din

afara centralei la toate intrările;

existenţa şi funcţionarea aparatelor de protecţie şi a celor de automatizare cu caracter

de protecţie a utilajelor frigorifice;

executarea instalaţiei de împământare a echipamentelor energetice;

acoperirea cu capace a golurilor şi canalelor din pardoseala maşinii;

procurarea cărţilor tehnice pentru recipienţi şi utilaje frigorifice;

procurarea şi amplasarea la ieşirile din sala de maşini a trusei de prim-ajutor, a trusei

de echipament de protecţie a muncii, a aparatelor de respiraţie artificiala, a tărgii

speciale de salvare;

efectuarea umplerii cu NH3 este permisă numai unui compresor în funcţiune, sub

supravegherea şefului de tură, şi numai între orele 700-1800; se interzice efectuarea

umplerii în timpul nopţii; se interzice descărcarea directă în rezervorul de NH3;

controlul cantităţii de NH3 introduse se face prin indicatoarele de nivel ale cisternei şi

ale instalaţiei frigorifice;

pe distribuitorul prin care se face umplerea, se va monta un manometru pentru

presiuni.

La oprirea umplerii se închide robinetul cisternei şi aşteaptă brumărirea şi debrumărirea

dintre cisternă şi staţia de racordare.

Se închide robinetul staţiei de încărcare şi se verifică brumărirea şi debrumărirea

conductei de legătură dintre staţia de încărcare şi distribuitor.

Se închid robinetele distribuitorului şi se sigilează în poziţia închis.

În timpul umplerii instalaţiei cu agent frigorific, cotoarele de pe circuit vor fi puse în

funcţiune. Se interzice accesul altor persoane, decât cele autorizate, în centrala frigorifică sau în

spaţiile unde sunt montate instalaţiile frigorifice pe perioada umplerii şi punerii în funcţiune.

În timpul umplerii, personalul stabilit să execute aceste operaţii este absolvit de alte

sarcini.

Capitolul IV

Calculul economic al instalaţiei şi camerelor

După cum am precizat anterior, depozitul de legume va fi prevăzut cu 2 camere

frigorifice, fiecare dintre aceasta având instalaţia frigorifică proprie. În acest capitol voi realiza

calculul economic al invesţiei.

Compresoare: 2×1208 RON=2416 RON

Vaporizatoare: 2×1632 RON=3264 RON

Condensatoare: 2×1660 RON=3320 RON

Camere frigorifice: 2×11000 RON=22000 RON

Valoarea totală a componentelor unei instalaţii frigorifice: 4500 RON

Valoarea totală a componentelor pentru 2 instalaţii frigorifice:9000 RON

Valoarea totală a investitiei pentru întreg depozitul: 9000+22000=31000 RON

Investiţia prezintă următoarele costuri:

Valoare de intrare: 31000 RON

Durată normală de funcţionare conform catalogului: 5 ani

Cota anuală de amortizare:

CA(%)=100/DNF

CA – cota anuală de amortizare

DNF - durată normală de funcţionare stabilită prin Catalog (ani);

CA=100/5=20%

Aa=CAxVi

Aa= amortizarea anuală;

Vi = valoarea de intrare a mijlocului fix

Aa=20% x 31000=6200 RON

Aa=20% x 24800 = 4960 Ron

Aa=20% x19840 = 3968 Ron

Aa=20% x 15872 = 3174.4 Ron

Aa=20%×12697.6=2539.5 Ron

A1= Aa /12 luni

Al = amortizarea lunară

A1=6200 / 12 = 516.6 Ron/lună

Astfel investiţia se amortizează în 5 ani, cu o rată lunară de 516.6 Ron/lună. Această

poate fi rentabilă în urma achiziţionării.

Concluzii

După părerea mea hotelul din ziua de azi are nevoie de un depozit frigorific bazat pe

concepţie europeană, cu consum redus şi calitate de exceptie. Pe lângă raportul preţ - valoare

oferă şi alte avantaje. Asamblarea echipamentelor este uşoară, rapidă la faţa locului, necesitând

doar un conector de legare la sursa de curent electric în vederea punerii în funcţiune, precum şi

asamblarea componentelor instalatiei frigorifice.

Am demonstrat faptul că investiţia ar putea fi rentabilă din punct de vedere al costurilor

pe întregul ciclu de viaţă al camerei în sine şi pe durata de funcţionare a acesteia, precum şi a

instalaţiei din interior. Costurile reduse pe timpul duratei de funcţionare sunt realizate prin

reducerea întreţinerii şi consumul redus de energie, ceea ce duce la emisii minime de dioxid de

carbon (CO2) pe toată durata de funcţionare a camerelor.

Calitatea produselor e asigurată prin folosirea materiilor prime testate, prin tehnicile de

prelucrare care folosesc tehnologie de vârf şi prin examinările stricte conform standardelor

naţionale şi europene din domeniu. Produsele recomandate pentru investiţie sunt fabricate

conform normelor de asigurare a calităţii EN ISO 9001:2000.

Un alt avantaj al celor prezentate este dat de menţinerea sănătăţii prin posibilitatea de a

asigura igiena şi curăţenia în aceste spaţii, panourile putând fi uşor de spălat astfel încât să nu fie

predispuse la condens de suprafaţă sau interstiţial, ce ar putea duce la formarea de bacterii şi

apariţia mucegaiului pe suprafaţa sau în interiorul construcţiei.

Astfel ideea prezentată de mine în acest proiect ar putea fi utilizată în aplicarea

refrigerării legumelor din depozitului unei bucătării ai unui hotel.

Bibliografie

1.Chiriac F."Procese de transfer de căldură şi masă în instalaţii industriale" - Editura

Tehnică, seria Tehno-Frig, Bucureşti, 1982

2.Bălan,M. – Utilizarea frigului artificial. Curs în format web, Editura Todesco, Cluj -

Napoca 2003

3.Bârjoianu A."Utilizarea frigului artificial" - Notiţe de curs, I.P. Iaşi, 1991

4.Bârjoianu A."Îndrumător de proiectare - Instalaţie frigorifică cu compresie mecanică de

vapori" - I.P. Iaşi, 1989

5. Jugureanu E."Elemente avansate de calcul şi construcţia instalaţiilor frigorifice" - Notiţe

de curs, I.P. Iaşi, 1991

6. Jugureanu E."Procese în instalaţii frigorifice" - I.P. Iaşi, 1984

7.Niculiţă P."Automatizarea instalaţilor frigorifice industriale" - Editura Tehnică, Bucureşti,

1983

8.Niculiţă P."Îndrumătorul specialiştilor frigotehnişti din industria alimentară" - Editura

Ceres, Bucureşti, 1991

9.Radcenco V."Procese în instalaţii frigorifice" - Editura Didactică şi Pedagogică,

Bucureşti, 1983

10.Stămătescu C."Tehnica frigului" - Vol. I şi II, Editura Tehnică, 1979

11.*** - Maria Mureşan şi Dumitru Fetcu-“Instalaţii frigorifice”. Curs pentru subingineri

Universitatea din Brasov

12. *** - Manualul inginerului mecanic, Editura Tehnică, Bucureşti, 1984

13. *** - www.bitzer.com

14. *** - www.kingspan.ro

15. *** - www.termo.utcluj.ro