UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ

VETERINARĂ ldquoION IONESCU DE LA BRADrdquo DIN IAŞI

FACULTATEA DE AGRICULTURĂ

SPECIALIZAREA TEHNOLOGIA PRELUCRĂRII PRODUSELOR

AGRICOLE

Determinarea necesarului de frig și calculul parametrilor instalației frigorifice

Profesor coordonator

Asist dr Vlahidis Virgil

STUDENT

Mihalache Gabriel

GRUPA 486 ANUL III

IAŞI

20151

CUPRINS

INTRODUCEREhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

1 DETERMINAREA NECESARULUI DE FRIG (Q) 4

11 Determinarea suprafeţei utile a camerei frigorifice4

12 Cantitatea de produse helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

13 Cantitatea de căldură pătrunsă din exterior5

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor9

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării11

17 Sarcina frigorifică12

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE12

21 Evoluţia temperaturilor icircn vaporizatorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

22 Evoluția temperaturilor icircn condensator13

23 Trasarea ciclului de funcționare al instalației frigorifice14

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241 Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

243 Alegerea condensatorului și compresorului

BIBLIOGRAFIE

INTRODUCERE2

Se determiă necesarul de frig și parametrii instalației frigorifice pentru spațiul TC1 din figura 1 avacircnd dimensiunile L=128m l=73m h=42m utilizat pentru congelarea cărnii de oaie la temperatura de -26

Fig 1 Depozit frigorific

Legendă

DC = depozit de congelare

H = hol

DR = depozitde refrigerare

TC = tunel de congelare

TR = tunel de refrigerare

1 DETERMINAREA NECESARULUI DE FRIG (Q)

3

Necesarul de frig (Q) se calculează din ecuația de bilanț termic pentru un interval de 24 ore cu relația (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

icircn care

Q1 - cantitatea de căldură pătrunsă prin exterior

Q2 - necesarul de frig tehnologic

Q3 - necesarul de frig pentru ventilarea icircncăperii

Q4 - necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn exploatare

11 Determinarea suprafeţei utile a camerei frigorifice

Din punct de vedere constructiv și funcțional se poate utiliza doar o parte din suprafața geometrică a depozitului suprafața utilă se determină cu relația (2)

Su=Sβ

[m2 ] (2)

icircn care

S = suprafața geometrică a spațiului

β = coeficientul de ocupare = 14

Su=sβ=L ∙ l

β=128 ∙73

14=6674 [m2 ]

12 Cantitatea de produse

Conform normei de icircncărcare cu produse pe unitatea de suprafață (tabelul 1) se determină cantitatea de produse stocate cu relația (3)

m=N ∙ Su [ Kg ] (3)

icircn care

N = norma de icircncărcare cu produse [ Kg m2 ]

4

N=700[ Kg m2 ]

m = 700 ∙ 6674 = 46718 Kg

Tabelul 1 Icircncărcări specifice pentru produsele depozitate icircn camere frigorifice normale

13 Cantitatea de căldură pătrunsă din exterior

Datorită diferențelor de temperatură și radiației solare apare un transfer termic de căldură din exterior prin pereții izolați Cantitatea de căldură transferată (Q1 ) se determină cu relația (4)

5

Q1=864 ∙sumj=1

n

K j ∙ S j ∙ (∆ t i+∆ t r )[ K J

24 h ] (4)

icircn care

Kj = coeficient global de schimb de căldură al elementului j pentru pereți exteriori și interiori se considera o structura multistrat

a) Perete exterior multristrat (Fig 2)

Fig 2 Perete exterior multistrat

b) Pentru pereți interori structura este asemănătoare fără barieră de vapori (Fig 3)6

λ- coeficent de conductivitate termică

Fig 3 Perete interior multistrat

Caracteristici pentru peretele exterior

Tencuială exterioară cu λ 1 = 1 WmK 1 = 2divide3 cm

Zidărie din beton expandat cu λ 2 = 023divide052 WmK 2 = 25 cm

Tencuială suport cu λ 3 = 116 WmK 3 = 2divide3 cm

Barieră de vapori cu λ 4 = 0384 WmK 4 = 3divide5 cm

Izolație de polistiren cu λ 5 = 004 WmK 5 = 10 cm

7

Tencuială finită cu λ 6 = 116 WmK 6 = 2divide3 cm

Coeficienul global de transfer de căldură (k) se calculează pentru fiecare perete icircn parte

cu relația (5)

k= 1

1α e

+sumi=1

n δ i

λi+ 1

αi

[ Wm grd ]

(5)

icircn care

α ndash coeficient global de transfer prin convecție

α = 29 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților

α = 12 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților interiori

α = 8 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața interioară a tuturor pereților

Pentru plafon

k = 021 [ Wm ∙grd ]

Pentru podea

k = 049 [ Wm ∙grd ]

Si = suprafața peretelui

Δti = diferența de temperatură la care se află peretele respectiv

8

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă spațiul frigorific de unul

nefrigorific care nu comunică direct cu exteriorul

Δti = (07 08) Δtc

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă două spații frigorifice similare

Δti = 04 Δtc

Pentru pereți exteriori și plafoane ce sunt icircn același timp și acoperiș(terase) diferența de

temperatură pentru care se face calculul este Δti = Δtc = 30 - ti (temperatura exterioară se

consideră 30 C)

Δtr = Adaos de temperatură ce ține cont de influența radiației solare care se ia icircn calcul

pentru pereții exteriori plafoanele ce sunt și acoperiș

Δtr = 0 - pentru pereți exteriori orientați spre N

Δtr = 5divide10 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre E V SE SV

Δtr = 15 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre S

Δtr = 15divide18 C ndash pentru plafoanele care sunt și acoperiș sau terasă

Q1=864 ∙ 73 ∙ 42∙ [ (30minus(minus26 ) )+5 ]112

+ 0021

+025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[07 ∙ (30minus(minus26 ))+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+73 ∙ 42 ∙ [04 ∙ (30minus(minus26 ))+0 ]

112

+0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[04 ∙ (30minus(minus26 ) )+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42 ∙ [ ( 30minus(minus26 ) )+15 ] ∙021+128 ∙73∙ [06 ∙ (30minus (minus26 ) )+0 ] ∙049=30149790[ K J

24 h ]

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor

Reprezintă sarcina termică extrasă de la produsele depozitate icircn camerele frigorifice

studiate Frigul tehnologic se determină cu relația (6)

Q2 =m∙ [ (iiminusif )+2835 ∙∆ m ][ K j

24 h ] (6)

icircn care

m- cantitatea de produse

ii if ndash entalpiile inițială respectiv finală ale produsului

9

Δm- pierderea de masă a produsului

Qc ndash cantitatea de căldură degajată prin reacțiile biochimice

Deoarece regimul de răcire este nestaționar Q2 se majorează prin icircnmulțire cu 18 care

este un coeficient de neuniformitate a sarcinii termice avem relația (7)

Q2 = Q2 18 (7)

Q2=46718[(340-46)+2835 04]=163858713[ K J

24 h ]Q2=16385871318=2949456834[ K J

24 h ]Tabel 2 Entalpia specifică a unor produse alimentare icircn funcție de temperatură

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilor

Sarcina termică pentru necesarul de frig utilizat pentru răcirea aerului proaspăt introdus

este dată de relația (8) 10

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

CUPRINS

INTRODUCEREhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

1 DETERMINAREA NECESARULUI DE FRIG (Q) 4

11 Determinarea suprafeţei utile a camerei frigorifice4

12 Cantitatea de produse helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

13 Cantitatea de căldură pătrunsă din exterior5

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor9

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării11

17 Sarcina frigorifică12

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE12

21 Evoluţia temperaturilor icircn vaporizatorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

22 Evoluția temperaturilor icircn condensator13

23 Trasarea ciclului de funcționare al instalației frigorifice14

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241 Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

243 Alegerea condensatorului și compresorului

BIBLIOGRAFIE

INTRODUCERE2

Se determiă necesarul de frig și parametrii instalației frigorifice pentru spațiul TC1 din figura 1 avacircnd dimensiunile L=128m l=73m h=42m utilizat pentru congelarea cărnii de oaie la temperatura de -26

Fig 1 Depozit frigorific

Legendă

DC = depozit de congelare

H = hol

DR = depozitde refrigerare

TC = tunel de congelare

TR = tunel de refrigerare

1 DETERMINAREA NECESARULUI DE FRIG (Q)

3

Necesarul de frig (Q) se calculează din ecuația de bilanț termic pentru un interval de 24 ore cu relația (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

icircn care

Q1 - cantitatea de căldură pătrunsă prin exterior

Q2 - necesarul de frig tehnologic

Q3 - necesarul de frig pentru ventilarea icircncăperii

Q4 - necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn exploatare

11 Determinarea suprafeţei utile a camerei frigorifice

Din punct de vedere constructiv și funcțional se poate utiliza doar o parte din suprafața geometrică a depozitului suprafața utilă se determină cu relația (2)

Su=Sβ

[m2 ] (2)

icircn care

S = suprafața geometrică a spațiului

β = coeficientul de ocupare = 14

Su=sβ=L ∙ l

β=128 ∙73

14=6674 [m2 ]

12 Cantitatea de produse

Conform normei de icircncărcare cu produse pe unitatea de suprafață (tabelul 1) se determină cantitatea de produse stocate cu relația (3)

m=N ∙ Su [ Kg ] (3)

icircn care

N = norma de icircncărcare cu produse [ Kg m2 ]

4

N=700[ Kg m2 ]

m = 700 ∙ 6674 = 46718 Kg

Tabelul 1 Icircncărcări specifice pentru produsele depozitate icircn camere frigorifice normale

13 Cantitatea de căldură pătrunsă din exterior

Datorită diferențelor de temperatură și radiației solare apare un transfer termic de căldură din exterior prin pereții izolați Cantitatea de căldură transferată (Q1 ) se determină cu relația (4)

5

Q1=864 ∙sumj=1

n

K j ∙ S j ∙ (∆ t i+∆ t r )[ K J

24 h ] (4)

icircn care

Kj = coeficient global de schimb de căldură al elementului j pentru pereți exteriori și interiori se considera o structura multistrat

a) Perete exterior multristrat (Fig 2)

Fig 2 Perete exterior multistrat

b) Pentru pereți interori structura este asemănătoare fără barieră de vapori (Fig 3)6

λ- coeficent de conductivitate termică

Fig 3 Perete interior multistrat

Caracteristici pentru peretele exterior

Tencuială exterioară cu λ 1 = 1 WmK 1 = 2divide3 cm

Zidărie din beton expandat cu λ 2 = 023divide052 WmK 2 = 25 cm

Tencuială suport cu λ 3 = 116 WmK 3 = 2divide3 cm

Barieră de vapori cu λ 4 = 0384 WmK 4 = 3divide5 cm

Izolație de polistiren cu λ 5 = 004 WmK 5 = 10 cm

7

Tencuială finită cu λ 6 = 116 WmK 6 = 2divide3 cm

Coeficienul global de transfer de căldură (k) se calculează pentru fiecare perete icircn parte

cu relația (5)

k= 1

1α e

+sumi=1

n δ i

λi+ 1

αi

[ Wm grd ]

(5)

icircn care

α ndash coeficient global de transfer prin convecție

α = 29 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților

α = 12 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților interiori

α = 8 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața interioară a tuturor pereților

Pentru plafon

k = 021 [ Wm ∙grd ]

Pentru podea

k = 049 [ Wm ∙grd ]

Si = suprafața peretelui

Δti = diferența de temperatură la care se află peretele respectiv

8

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă spațiul frigorific de unul

nefrigorific care nu comunică direct cu exteriorul

Δti = (07 08) Δtc

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă două spații frigorifice similare

Δti = 04 Δtc

Pentru pereți exteriori și plafoane ce sunt icircn același timp și acoperiș(terase) diferența de

temperatură pentru care se face calculul este Δti = Δtc = 30 - ti (temperatura exterioară se

consideră 30 C)

Δtr = Adaos de temperatură ce ține cont de influența radiației solare care se ia icircn calcul

pentru pereții exteriori plafoanele ce sunt și acoperiș

Δtr = 0 - pentru pereți exteriori orientați spre N

Δtr = 5divide10 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre E V SE SV

Δtr = 15 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre S

Δtr = 15divide18 C ndash pentru plafoanele care sunt și acoperiș sau terasă

Q1=864 ∙ 73 ∙ 42∙ [ (30minus(minus26 ) )+5 ]112

+ 0021

+025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[07 ∙ (30minus(minus26 ))+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+73 ∙ 42 ∙ [04 ∙ (30minus(minus26 ))+0 ]

112

+0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[04 ∙ (30minus(minus26 ) )+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42 ∙ [ ( 30minus(minus26 ) )+15 ] ∙021+128 ∙73∙ [06 ∙ (30minus (minus26 ) )+0 ] ∙049=30149790[ K J

24 h ]

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor

Reprezintă sarcina termică extrasă de la produsele depozitate icircn camerele frigorifice

studiate Frigul tehnologic se determină cu relația (6)

Q2 =m∙ [ (iiminusif )+2835 ∙∆ m ][ K j

24 h ] (6)

icircn care

m- cantitatea de produse

ii if ndash entalpiile inițială respectiv finală ale produsului

9

Δm- pierderea de masă a produsului

Qc ndash cantitatea de căldură degajată prin reacțiile biochimice

Deoarece regimul de răcire este nestaționar Q2 se majorează prin icircnmulțire cu 18 care

este un coeficient de neuniformitate a sarcinii termice avem relația (7)

Q2 = Q2 18 (7)

Q2=46718[(340-46)+2835 04]=163858713[ K J

24 h ]Q2=16385871318=2949456834[ K J

24 h ]Tabel 2 Entalpia specifică a unor produse alimentare icircn funcție de temperatură

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilor

Sarcina termică pentru necesarul de frig utilizat pentru răcirea aerului proaspăt introdus

este dată de relația (8) 10

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

Se determiă necesarul de frig și parametrii instalației frigorifice pentru spațiul TC1 din figura 1 avacircnd dimensiunile L=128m l=73m h=42m utilizat pentru congelarea cărnii de oaie la temperatura de -26

Fig 1 Depozit frigorific

Legendă

DC = depozit de congelare

H = hol

DR = depozitde refrigerare

TC = tunel de congelare

TR = tunel de refrigerare

1 DETERMINAREA NECESARULUI DE FRIG (Q)

3

Necesarul de frig (Q) se calculează din ecuația de bilanț termic pentru un interval de 24 ore cu relația (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

icircn care

Q1 - cantitatea de căldură pătrunsă prin exterior

Q2 - necesarul de frig tehnologic

Q3 - necesarul de frig pentru ventilarea icircncăperii

Q4 - necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn exploatare

11 Determinarea suprafeţei utile a camerei frigorifice

Din punct de vedere constructiv și funcțional se poate utiliza doar o parte din suprafața geometrică a depozitului suprafața utilă se determină cu relația (2)

Su=Sβ

[m2 ] (2)

icircn care

S = suprafața geometrică a spațiului

β = coeficientul de ocupare = 14

Su=sβ=L ∙ l

β=128 ∙73

14=6674 [m2 ]

12 Cantitatea de produse

Conform normei de icircncărcare cu produse pe unitatea de suprafață (tabelul 1) se determină cantitatea de produse stocate cu relația (3)

m=N ∙ Su [ Kg ] (3)

icircn care

N = norma de icircncărcare cu produse [ Kg m2 ]

4

N=700[ Kg m2 ]

m = 700 ∙ 6674 = 46718 Kg

Tabelul 1 Icircncărcări specifice pentru produsele depozitate icircn camere frigorifice normale

13 Cantitatea de căldură pătrunsă din exterior

Datorită diferențelor de temperatură și radiației solare apare un transfer termic de căldură din exterior prin pereții izolați Cantitatea de căldură transferată (Q1 ) se determină cu relația (4)

5

Q1=864 ∙sumj=1

n

K j ∙ S j ∙ (∆ t i+∆ t r )[ K J

24 h ] (4)

icircn care

Kj = coeficient global de schimb de căldură al elementului j pentru pereți exteriori și interiori se considera o structura multistrat

a) Perete exterior multristrat (Fig 2)

Fig 2 Perete exterior multistrat

b) Pentru pereți interori structura este asemănătoare fără barieră de vapori (Fig 3)6

λ- coeficent de conductivitate termică

Fig 3 Perete interior multistrat

Caracteristici pentru peretele exterior

Tencuială exterioară cu λ 1 = 1 WmK 1 = 2divide3 cm

Zidărie din beton expandat cu λ 2 = 023divide052 WmK 2 = 25 cm

Tencuială suport cu λ 3 = 116 WmK 3 = 2divide3 cm

Barieră de vapori cu λ 4 = 0384 WmK 4 = 3divide5 cm

Izolație de polistiren cu λ 5 = 004 WmK 5 = 10 cm

7

Tencuială finită cu λ 6 = 116 WmK 6 = 2divide3 cm

Coeficienul global de transfer de căldură (k) se calculează pentru fiecare perete icircn parte

cu relația (5)

k= 1

1α e

+sumi=1

n δ i

λi+ 1

αi

[ Wm grd ]

(5)

icircn care

α ndash coeficient global de transfer prin convecție

α = 29 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților

α = 12 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților interiori

α = 8 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața interioară a tuturor pereților

Pentru plafon

k = 021 [ Wm ∙grd ]

Pentru podea

k = 049 [ Wm ∙grd ]

Si = suprafața peretelui

Δti = diferența de temperatură la care se află peretele respectiv

8

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă spațiul frigorific de unul

nefrigorific care nu comunică direct cu exteriorul

Δti = (07 08) Δtc

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă două spații frigorifice similare

Δti = 04 Δtc

Pentru pereți exteriori și plafoane ce sunt icircn același timp și acoperiș(terase) diferența de

temperatură pentru care se face calculul este Δti = Δtc = 30 - ti (temperatura exterioară se

consideră 30 C)

Δtr = Adaos de temperatură ce ține cont de influența radiației solare care se ia icircn calcul

pentru pereții exteriori plafoanele ce sunt și acoperiș

Δtr = 0 - pentru pereți exteriori orientați spre N

Δtr = 5divide10 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre E V SE SV

Δtr = 15 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre S

Δtr = 15divide18 C ndash pentru plafoanele care sunt și acoperiș sau terasă

Q1=864 ∙ 73 ∙ 42∙ [ (30minus(minus26 ) )+5 ]112

+ 0021

+025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[07 ∙ (30minus(minus26 ))+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+73 ∙ 42 ∙ [04 ∙ (30minus(minus26 ))+0 ]

112

+0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[04 ∙ (30minus(minus26 ) )+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42 ∙ [ ( 30minus(minus26 ) )+15 ] ∙021+128 ∙73∙ [06 ∙ (30minus (minus26 ) )+0 ] ∙049=30149790[ K J

24 h ]

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor

Reprezintă sarcina termică extrasă de la produsele depozitate icircn camerele frigorifice

studiate Frigul tehnologic se determină cu relația (6)

Q2 =m∙ [ (iiminusif )+2835 ∙∆ m ][ K j

24 h ] (6)

icircn care

m- cantitatea de produse

ii if ndash entalpiile inițială respectiv finală ale produsului

9

Δm- pierderea de masă a produsului

Qc ndash cantitatea de căldură degajată prin reacțiile biochimice

Deoarece regimul de răcire este nestaționar Q2 se majorează prin icircnmulțire cu 18 care

este un coeficient de neuniformitate a sarcinii termice avem relația (7)

Q2 = Q2 18 (7)

Q2=46718[(340-46)+2835 04]=163858713[ K J

24 h ]Q2=16385871318=2949456834[ K J

24 h ]Tabel 2 Entalpia specifică a unor produse alimentare icircn funcție de temperatură

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilor

Sarcina termică pentru necesarul de frig utilizat pentru răcirea aerului proaspăt introdus

este dată de relația (8) 10

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

Necesarul de frig (Q) se calculează din ecuația de bilanț termic pentru un interval de 24 ore cu relația (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

icircn care

Q1 - cantitatea de căldură pătrunsă prin exterior

Q2 - necesarul de frig tehnologic

Q3 - necesarul de frig pentru ventilarea icircncăperii

Q4 - necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn exploatare

11 Determinarea suprafeţei utile a camerei frigorifice

Din punct de vedere constructiv și funcțional se poate utiliza doar o parte din suprafața geometrică a depozitului suprafața utilă se determină cu relația (2)

Su=Sβ

[m2 ] (2)

icircn care

S = suprafața geometrică a spațiului

β = coeficientul de ocupare = 14

Su=sβ=L ∙ l

β=128 ∙73

14=6674 [m2 ]

12 Cantitatea de produse

Conform normei de icircncărcare cu produse pe unitatea de suprafață (tabelul 1) se determină cantitatea de produse stocate cu relația (3)

m=N ∙ Su [ Kg ] (3)

icircn care

N = norma de icircncărcare cu produse [ Kg m2 ]

4

N=700[ Kg m2 ]

m = 700 ∙ 6674 = 46718 Kg

Tabelul 1 Icircncărcări specifice pentru produsele depozitate icircn camere frigorifice normale

13 Cantitatea de căldură pătrunsă din exterior

Datorită diferențelor de temperatură și radiației solare apare un transfer termic de căldură din exterior prin pereții izolați Cantitatea de căldură transferată (Q1 ) se determină cu relația (4)

5

Q1=864 ∙sumj=1

n

K j ∙ S j ∙ (∆ t i+∆ t r )[ K J

24 h ] (4)

icircn care

Kj = coeficient global de schimb de căldură al elementului j pentru pereți exteriori și interiori se considera o structura multistrat

a) Perete exterior multristrat (Fig 2)

Fig 2 Perete exterior multistrat

b) Pentru pereți interori structura este asemănătoare fără barieră de vapori (Fig 3)6

λ- coeficent de conductivitate termică

Fig 3 Perete interior multistrat

Caracteristici pentru peretele exterior

Tencuială exterioară cu λ 1 = 1 WmK 1 = 2divide3 cm

Zidărie din beton expandat cu λ 2 = 023divide052 WmK 2 = 25 cm

Tencuială suport cu λ 3 = 116 WmK 3 = 2divide3 cm

Barieră de vapori cu λ 4 = 0384 WmK 4 = 3divide5 cm

Izolație de polistiren cu λ 5 = 004 WmK 5 = 10 cm

7

Tencuială finită cu λ 6 = 116 WmK 6 = 2divide3 cm

Coeficienul global de transfer de căldură (k) se calculează pentru fiecare perete icircn parte

cu relația (5)

k= 1

1α e

+sumi=1

n δ i

λi+ 1

αi

[ Wm grd ]

(5)

icircn care

α ndash coeficient global de transfer prin convecție

α = 29 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților

α = 12 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților interiori

α = 8 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața interioară a tuturor pereților

Pentru plafon

k = 021 [ Wm ∙grd ]

Pentru podea

k = 049 [ Wm ∙grd ]

Si = suprafața peretelui

Δti = diferența de temperatură la care se află peretele respectiv

8

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă spațiul frigorific de unul

nefrigorific care nu comunică direct cu exteriorul

Δti = (07 08) Δtc

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă două spații frigorifice similare

Δti = 04 Δtc

Pentru pereți exteriori și plafoane ce sunt icircn același timp și acoperiș(terase) diferența de

temperatură pentru care se face calculul este Δti = Δtc = 30 - ti (temperatura exterioară se

consideră 30 C)

Δtr = Adaos de temperatură ce ține cont de influența radiației solare care se ia icircn calcul

pentru pereții exteriori plafoanele ce sunt și acoperiș

Δtr = 0 - pentru pereți exteriori orientați spre N

Δtr = 5divide10 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre E V SE SV

Δtr = 15 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre S

Δtr = 15divide18 C ndash pentru plafoanele care sunt și acoperiș sau terasă

Q1=864 ∙ 73 ∙ 42∙ [ (30minus(minus26 ) )+5 ]112

+ 0021

+025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[07 ∙ (30minus(minus26 ))+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+73 ∙ 42 ∙ [04 ∙ (30minus(minus26 ))+0 ]

112

+0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[04 ∙ (30minus(minus26 ) )+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42 ∙ [ ( 30minus(minus26 ) )+15 ] ∙021+128 ∙73∙ [06 ∙ (30minus (minus26 ) )+0 ] ∙049=30149790[ K J

24 h ]

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor

Reprezintă sarcina termică extrasă de la produsele depozitate icircn camerele frigorifice

studiate Frigul tehnologic se determină cu relația (6)

Q2 =m∙ [ (iiminusif )+2835 ∙∆ m ][ K j

24 h ] (6)

icircn care

m- cantitatea de produse

ii if ndash entalpiile inițială respectiv finală ale produsului

9

Δm- pierderea de masă a produsului

Qc ndash cantitatea de căldură degajată prin reacțiile biochimice

Deoarece regimul de răcire este nestaționar Q2 se majorează prin icircnmulțire cu 18 care

este un coeficient de neuniformitate a sarcinii termice avem relația (7)

Q2 = Q2 18 (7)

Q2=46718[(340-46)+2835 04]=163858713[ K J

24 h ]Q2=16385871318=2949456834[ K J

24 h ]Tabel 2 Entalpia specifică a unor produse alimentare icircn funcție de temperatură

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilor

Sarcina termică pentru necesarul de frig utilizat pentru răcirea aerului proaspăt introdus

este dată de relația (8) 10

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

N=700[ Kg m2 ]

m = 700 ∙ 6674 = 46718 Kg

Tabelul 1 Icircncărcări specifice pentru produsele depozitate icircn camere frigorifice normale

13 Cantitatea de căldură pătrunsă din exterior

Datorită diferențelor de temperatură și radiației solare apare un transfer termic de căldură din exterior prin pereții izolați Cantitatea de căldură transferată (Q1 ) se determină cu relația (4)

5

Q1=864 ∙sumj=1

n

K j ∙ S j ∙ (∆ t i+∆ t r )[ K J

24 h ] (4)

icircn care

Kj = coeficient global de schimb de căldură al elementului j pentru pereți exteriori și interiori se considera o structura multistrat

a) Perete exterior multristrat (Fig 2)

Fig 2 Perete exterior multistrat

b) Pentru pereți interori structura este asemănătoare fără barieră de vapori (Fig 3)6

λ- coeficent de conductivitate termică

Fig 3 Perete interior multistrat

Caracteristici pentru peretele exterior

Tencuială exterioară cu λ 1 = 1 WmK 1 = 2divide3 cm

Zidărie din beton expandat cu λ 2 = 023divide052 WmK 2 = 25 cm

Tencuială suport cu λ 3 = 116 WmK 3 = 2divide3 cm

Barieră de vapori cu λ 4 = 0384 WmK 4 = 3divide5 cm

Izolație de polistiren cu λ 5 = 004 WmK 5 = 10 cm

7

Tencuială finită cu λ 6 = 116 WmK 6 = 2divide3 cm

Coeficienul global de transfer de căldură (k) se calculează pentru fiecare perete icircn parte

cu relația (5)

k= 1

1α e

+sumi=1

n δ i

λi+ 1

αi

[ Wm grd ]

(5)

icircn care

α ndash coeficient global de transfer prin convecție

α = 29 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților

α = 12 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților interiori

α = 8 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața interioară a tuturor pereților

Pentru plafon

k = 021 [ Wm ∙grd ]

Pentru podea

k = 049 [ Wm ∙grd ]

Si = suprafața peretelui

Δti = diferența de temperatură la care se află peretele respectiv

8

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă spațiul frigorific de unul

nefrigorific care nu comunică direct cu exteriorul

Δti = (07 08) Δtc

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă două spații frigorifice similare

Δti = 04 Δtc

Pentru pereți exteriori și plafoane ce sunt icircn același timp și acoperiș(terase) diferența de

temperatură pentru care se face calculul este Δti = Δtc = 30 - ti (temperatura exterioară se

consideră 30 C)

Δtr = Adaos de temperatură ce ține cont de influența radiației solare care se ia icircn calcul

pentru pereții exteriori plafoanele ce sunt și acoperiș

Δtr = 0 - pentru pereți exteriori orientați spre N

Δtr = 5divide10 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre E V SE SV

Δtr = 15 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre S

Δtr = 15divide18 C ndash pentru plafoanele care sunt și acoperiș sau terasă

Q1=864 ∙ 73 ∙ 42∙ [ (30minus(minus26 ) )+5 ]112

+ 0021

+025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[07 ∙ (30minus(minus26 ))+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+73 ∙ 42 ∙ [04 ∙ (30minus(minus26 ))+0 ]

112

+0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[04 ∙ (30minus(minus26 ) )+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42 ∙ [ ( 30minus(minus26 ) )+15 ] ∙021+128 ∙73∙ [06 ∙ (30minus (minus26 ) )+0 ] ∙049=30149790[ K J

24 h ]

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor

Reprezintă sarcina termică extrasă de la produsele depozitate icircn camerele frigorifice

studiate Frigul tehnologic se determină cu relația (6)

Q2 =m∙ [ (iiminusif )+2835 ∙∆ m ][ K j

24 h ] (6)

icircn care

m- cantitatea de produse

ii if ndash entalpiile inițială respectiv finală ale produsului

9

Δm- pierderea de masă a produsului

Qc ndash cantitatea de căldură degajată prin reacțiile biochimice

Deoarece regimul de răcire este nestaționar Q2 se majorează prin icircnmulțire cu 18 care

este un coeficient de neuniformitate a sarcinii termice avem relația (7)

Q2 = Q2 18 (7)

Q2=46718[(340-46)+2835 04]=163858713[ K J

24 h ]Q2=16385871318=2949456834[ K J

24 h ]Tabel 2 Entalpia specifică a unor produse alimentare icircn funcție de temperatură

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilor

Sarcina termică pentru necesarul de frig utilizat pentru răcirea aerului proaspăt introdus

este dată de relația (8) 10

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

Q1=864 ∙sumj=1

n

K j ∙ S j ∙ (∆ t i+∆ t r )[ K J

24 h ] (4)

icircn care

Kj = coeficient global de schimb de căldură al elementului j pentru pereți exteriori și interiori se considera o structura multistrat

a) Perete exterior multristrat (Fig 2)

Fig 2 Perete exterior multistrat

b) Pentru pereți interori structura este asemănătoare fără barieră de vapori (Fig 3)6

λ- coeficent de conductivitate termică

Fig 3 Perete interior multistrat

Caracteristici pentru peretele exterior

Tencuială exterioară cu λ 1 = 1 WmK 1 = 2divide3 cm

Zidărie din beton expandat cu λ 2 = 023divide052 WmK 2 = 25 cm

Tencuială suport cu λ 3 = 116 WmK 3 = 2divide3 cm

Barieră de vapori cu λ 4 = 0384 WmK 4 = 3divide5 cm

Izolație de polistiren cu λ 5 = 004 WmK 5 = 10 cm

7

Tencuială finită cu λ 6 = 116 WmK 6 = 2divide3 cm

Coeficienul global de transfer de căldură (k) se calculează pentru fiecare perete icircn parte

cu relația (5)

k= 1

1α e

+sumi=1

n δ i

λi+ 1

αi

[ Wm grd ]

(5)

icircn care

α ndash coeficient global de transfer prin convecție

α = 29 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților

α = 12 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților interiori

α = 8 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața interioară a tuturor pereților

Pentru plafon

k = 021 [ Wm ∙grd ]

Pentru podea

k = 049 [ Wm ∙grd ]

Si = suprafața peretelui

Δti = diferența de temperatură la care se află peretele respectiv

8

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă spațiul frigorific de unul

nefrigorific care nu comunică direct cu exteriorul

Δti = (07 08) Δtc

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă două spații frigorifice similare

Δti = 04 Δtc

Pentru pereți exteriori și plafoane ce sunt icircn același timp și acoperiș(terase) diferența de

temperatură pentru care se face calculul este Δti = Δtc = 30 - ti (temperatura exterioară se

consideră 30 C)

Δtr = Adaos de temperatură ce ține cont de influența radiației solare care se ia icircn calcul

pentru pereții exteriori plafoanele ce sunt și acoperiș

Δtr = 0 - pentru pereți exteriori orientați spre N

Δtr = 5divide10 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre E V SE SV

Δtr = 15 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre S

Δtr = 15divide18 C ndash pentru plafoanele care sunt și acoperiș sau terasă

Q1=864 ∙ 73 ∙ 42∙ [ (30minus(minus26 ) )+5 ]112

+ 0021

+025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[07 ∙ (30minus(minus26 ))+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+73 ∙ 42 ∙ [04 ∙ (30minus(minus26 ))+0 ]

112

+0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[04 ∙ (30minus(minus26 ) )+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42 ∙ [ ( 30minus(minus26 ) )+15 ] ∙021+128 ∙73∙ [06 ∙ (30minus (minus26 ) )+0 ] ∙049=30149790[ K J

24 h ]

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor

Reprezintă sarcina termică extrasă de la produsele depozitate icircn camerele frigorifice

studiate Frigul tehnologic se determină cu relația (6)

Q2 =m∙ [ (iiminusif )+2835 ∙∆ m ][ K j

24 h ] (6)

icircn care

m- cantitatea de produse

ii if ndash entalpiile inițială respectiv finală ale produsului

9

Δm- pierderea de masă a produsului

Qc ndash cantitatea de căldură degajată prin reacțiile biochimice

Deoarece regimul de răcire este nestaționar Q2 se majorează prin icircnmulțire cu 18 care

este un coeficient de neuniformitate a sarcinii termice avem relația (7)

Q2 = Q2 18 (7)

Q2=46718[(340-46)+2835 04]=163858713[ K J

24 h ]Q2=16385871318=2949456834[ K J

24 h ]Tabel 2 Entalpia specifică a unor produse alimentare icircn funcție de temperatură

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilor

Sarcina termică pentru necesarul de frig utilizat pentru răcirea aerului proaspăt introdus

este dată de relația (8) 10

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

λ- coeficent de conductivitate termică

Fig 3 Perete interior multistrat

Caracteristici pentru peretele exterior

Tencuială exterioară cu λ 1 = 1 WmK 1 = 2divide3 cm

Zidărie din beton expandat cu λ 2 = 023divide052 WmK 2 = 25 cm

Tencuială suport cu λ 3 = 116 WmK 3 = 2divide3 cm

Barieră de vapori cu λ 4 = 0384 WmK 4 = 3divide5 cm

Izolație de polistiren cu λ 5 = 004 WmK 5 = 10 cm

7

Tencuială finită cu λ 6 = 116 WmK 6 = 2divide3 cm

Coeficienul global de transfer de căldură (k) se calculează pentru fiecare perete icircn parte

cu relația (5)

k= 1

1α e

+sumi=1

n δ i

λi+ 1

αi

[ Wm grd ]

(5)

icircn care

α ndash coeficient global de transfer prin convecție

α = 29 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților

α = 12 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților interiori

α = 8 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața interioară a tuturor pereților

Pentru plafon

k = 021 [ Wm ∙grd ]

Pentru podea

k = 049 [ Wm ∙grd ]

Si = suprafața peretelui

Δti = diferența de temperatură la care se află peretele respectiv

8

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă spațiul frigorific de unul

nefrigorific care nu comunică direct cu exteriorul

Δti = (07 08) Δtc

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă două spații frigorifice similare

Δti = 04 Δtc

Pentru pereți exteriori și plafoane ce sunt icircn același timp și acoperiș(terase) diferența de

temperatură pentru care se face calculul este Δti = Δtc = 30 - ti (temperatura exterioară se

consideră 30 C)

Δtr = Adaos de temperatură ce ține cont de influența radiației solare care se ia icircn calcul

pentru pereții exteriori plafoanele ce sunt și acoperiș

Δtr = 0 - pentru pereți exteriori orientați spre N

Δtr = 5divide10 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre E V SE SV

Δtr = 15 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre S

Δtr = 15divide18 C ndash pentru plafoanele care sunt și acoperiș sau terasă

Q1=864 ∙ 73 ∙ 42∙ [ (30minus(minus26 ) )+5 ]112

+ 0021

+025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[07 ∙ (30minus(minus26 ))+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+73 ∙ 42 ∙ [04 ∙ (30minus(minus26 ))+0 ]

112

+0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[04 ∙ (30minus(minus26 ) )+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42 ∙ [ ( 30minus(minus26 ) )+15 ] ∙021+128 ∙73∙ [06 ∙ (30minus (minus26 ) )+0 ] ∙049=30149790[ K J

24 h ]

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor

Reprezintă sarcina termică extrasă de la produsele depozitate icircn camerele frigorifice

studiate Frigul tehnologic se determină cu relația (6)

Q2 =m∙ [ (iiminusif )+2835 ∙∆ m ][ K j

24 h ] (6)

icircn care

m- cantitatea de produse

ii if ndash entalpiile inițială respectiv finală ale produsului

9

Δm- pierderea de masă a produsului

Qc ndash cantitatea de căldură degajată prin reacțiile biochimice

Deoarece regimul de răcire este nestaționar Q2 se majorează prin icircnmulțire cu 18 care

este un coeficient de neuniformitate a sarcinii termice avem relația (7)

Q2 = Q2 18 (7)

Q2=46718[(340-46)+2835 04]=163858713[ K J

24 h ]Q2=16385871318=2949456834[ K J

24 h ]Tabel 2 Entalpia specifică a unor produse alimentare icircn funcție de temperatură

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilor

Sarcina termică pentru necesarul de frig utilizat pentru răcirea aerului proaspăt introdus

este dată de relația (8) 10

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

Tencuială finită cu λ 6 = 116 WmK 6 = 2divide3 cm

Coeficienul global de transfer de căldură (k) se calculează pentru fiecare perete icircn parte

cu relația (5)

k= 1

1α e

+sumi=1

n δ i

λi+ 1

αi

[ Wm grd ]

(5)

icircn care

α ndash coeficient global de transfer prin convecție

α = 29 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților

α = 12 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața exterioară a pereților interiori

α = 8 [ Wm ∙grd ] - pentru suprafața interioară a tuturor pereților

Pentru plafon

k = 021 [ Wm ∙grd ]

Pentru podea

k = 049 [ Wm ∙grd ]

Si = suprafața peretelui

Δti = diferența de temperatură la care se află peretele respectiv

8

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă spațiul frigorific de unul

nefrigorific care nu comunică direct cu exteriorul

Δti = (07 08) Δtc

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă două spații frigorifice similare

Δti = 04 Δtc

Pentru pereți exteriori și plafoane ce sunt icircn același timp și acoperiș(terase) diferența de

temperatură pentru care se face calculul este Δti = Δtc = 30 - ti (temperatura exterioară se

consideră 30 C)

Δtr = Adaos de temperatură ce ține cont de influența radiației solare care se ia icircn calcul

pentru pereții exteriori plafoanele ce sunt și acoperiș

Δtr = 0 - pentru pereți exteriori orientați spre N

Δtr = 5divide10 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre E V SE SV

Δtr = 15 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre S

Δtr = 15divide18 C ndash pentru plafoanele care sunt și acoperiș sau terasă

Q1=864 ∙ 73 ∙ 42∙ [ (30minus(minus26 ) )+5 ]112

+ 0021

+025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[07 ∙ (30minus(minus26 ))+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+73 ∙ 42 ∙ [04 ∙ (30minus(minus26 ))+0 ]

112

+0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[04 ∙ (30minus(minus26 ) )+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42 ∙ [ ( 30minus(minus26 ) )+15 ] ∙021+128 ∙73∙ [06 ∙ (30minus (minus26 ) )+0 ] ∙049=30149790[ K J

24 h ]

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor

Reprezintă sarcina termică extrasă de la produsele depozitate icircn camerele frigorifice

studiate Frigul tehnologic se determină cu relația (6)

Q2 =m∙ [ (iiminusif )+2835 ∙∆ m ][ K j

24 h ] (6)

icircn care

m- cantitatea de produse

ii if ndash entalpiile inițială respectiv finală ale produsului

9

Δm- pierderea de masă a produsului

Qc ndash cantitatea de căldură degajată prin reacțiile biochimice

Deoarece regimul de răcire este nestaționar Q2 se majorează prin icircnmulțire cu 18 care

este un coeficient de neuniformitate a sarcinii termice avem relația (7)

Q2 = Q2 18 (7)

Q2=46718[(340-46)+2835 04]=163858713[ K J

24 h ]Q2=16385871318=2949456834[ K J

24 h ]Tabel 2 Entalpia specifică a unor produse alimentare icircn funcție de temperatură

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilor

Sarcina termică pentru necesarul de frig utilizat pentru răcirea aerului proaspăt introdus

este dată de relația (8) 10

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă spațiul frigorific de unul

nefrigorific care nu comunică direct cu exteriorul

Δti = (07 08) Δtc

Pentru pereți interiori plafoane și pardoseli ce separă două spații frigorifice similare

Δti = 04 Δtc

Pentru pereți exteriori și plafoane ce sunt icircn același timp și acoperiș(terase) diferența de

temperatură pentru care se face calculul este Δti = Δtc = 30 - ti (temperatura exterioară se

consideră 30 C)

Δtr = Adaos de temperatură ce ține cont de influența radiației solare care se ia icircn calcul

pentru pereții exteriori plafoanele ce sunt și acoperiș

Δtr = 0 - pentru pereți exteriori orientați spre N

Δtr = 5divide10 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre E V SE SV

Δtr = 15 C ndash pentru pereți exteriori orientați spre S

Δtr = 15divide18 C ndash pentru plafoanele care sunt și acoperiș sau terasă

Q1=864 ∙ 73 ∙ 42∙ [ (30minus(minus26 ) )+5 ]112

+ 0021

+025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[07 ∙ (30minus(minus26 ))+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+73 ∙ 42 ∙ [04 ∙ (30minus(minus26 ))+0 ]

112

+0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42[04 ∙ (30minus(minus26 ) )+0]

112

+ 0021

+ 025025

+ 002116

+ 01004

+ 002116

+ 18

+128 ∙ 42 ∙ [ ( 30minus(minus26 ) )+15 ] ∙021+128 ∙73∙ [06 ∙ (30minus (minus26 ) )+0 ] ∙049=30149790[ K J

24 h ]

14 Necesarul de frig pentru răcirea produselor

Reprezintă sarcina termică extrasă de la produsele depozitate icircn camerele frigorifice

studiate Frigul tehnologic se determină cu relația (6)

Q2 =m∙ [ (iiminusif )+2835 ∙∆ m ][ K j

24 h ] (6)

icircn care

m- cantitatea de produse

ii if ndash entalpiile inițială respectiv finală ale produsului

9

Δm- pierderea de masă a produsului

Qc ndash cantitatea de căldură degajată prin reacțiile biochimice

Deoarece regimul de răcire este nestaționar Q2 se majorează prin icircnmulțire cu 18 care

este un coeficient de neuniformitate a sarcinii termice avem relația (7)

Q2 = Q2 18 (7)

Q2=46718[(340-46)+2835 04]=163858713[ K J

24 h ]Q2=16385871318=2949456834[ K J

24 h ]Tabel 2 Entalpia specifică a unor produse alimentare icircn funcție de temperatură

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilor

Sarcina termică pentru necesarul de frig utilizat pentru răcirea aerului proaspăt introdus

este dată de relația (8) 10

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

Δm- pierderea de masă a produsului

Qc ndash cantitatea de căldură degajată prin reacțiile biochimice

Deoarece regimul de răcire este nestaționar Q2 se majorează prin icircnmulțire cu 18 care

este un coeficient de neuniformitate a sarcinii termice avem relația (7)

Q2 = Q2 18 (7)

Q2=46718[(340-46)+2835 04]=163858713[ K J

24 h ]Q2=16385871318=2949456834[ K J

24 h ]Tabel 2 Entalpia specifică a unor produse alimentare icircn funcție de temperatură

15 Necesarul de frig pentru ventilarea spațiilor

Sarcina termică pentru necesarul de frig utilizat pentru răcirea aerului proaspăt introdus

este dată de relația (8) 10

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

Q3=V ∙ a ∙ ρi ∙ (iexminusii )[ K J

24 h ] (8)

Q3=39244 ∙ 2 ∙142 ∙ [71minus(255 ) ]=1075221[ K J

24 h ]icircn care

V- volumul spațiului [m3]

a- numărul de schimburi de aer pe zi (2divide4 schimburi)

ρi - densitatea aerului din interiorul camerei

ρi=101325287 ∙T i [ K J

m3 ]ρi= 101325

287 ∙2475= 101325

710325=142[ K J

m3 ]iexndash entalpia aerului din exterior pentru o umiditate relativă de 60

ii ndash entalpia aerului din interior pentru o umiditate relativă de 95

Pentru congelare se consideră o masă de 95 iar pentru refrigerare umiditatea relativă

este de 85 pana la 90

Carne de oaie - produs congelat- umiditatea relativă = 95

E= +30 C

iti = 95

iint = -255

iex = 71

V= 39244

16 Necesarul de frig pentru acoperirea pierderilor icircn timpul exploatării

Sarcina termică produsă de aporturile de căldură prin deschiderea ușilor personalului

surselor de iluminat și electrice se calculează cu relația (10)

Q4=03 ∙Q1[ K J

24 h ] (10)

Q4=03 ∙3014979=9044937[ K J

24 h ]11

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

Deci necesarul total de frig se determină cu ajutorul relației (1)

Q=Q1+Q2+Q3+Q4 [ K J

24 h ] (1)

Q=3014979+2949456834+1075221+9044937=2999403771[ K J

24 h ] 17 Sarcina frigorifică

Sarcina frigirifică a incintei studiate care trebuie asigurată de instalația frigorifică se

calculează cu relația

Φ= Qτ c ∙ 3600

∙ 105=299940377121 ∙3600

∙ 105=416 [ KW ] (11)

icircn care

τ c ndash timpul de funcționare al instalației frigorifice pe zi ( 21 orezi)

105 ndash coeficient de uniformitate

2 CALCULUL PARAMENTRILOR INSTALAŢIEI FRIGORIFICE

Se presupune că răcirea spaţiului frigorific considerat icircn etapa anterioară se realizează cu

aer condensatorul instalaţiei frigorifice este de asemenea răcit cu aer

Agentul frigorific utilizat este R134a (freon) exponentul politropic al comprimării este mc=115

exponentul politropic al destinderii md = 108

21 Evoluția temperaturii icircn vaporizator

Icircn figura 4 este reprezentată evoluţia temperaturilor aerului icircn vaporizator astfel

- temperatura aerului la intrare icircn vaporizator tai este egală cu temperatura din depozit ti

- scăderea de temperatură a aerului icircn vaporizator este Δta0=3-5degC

- diferenţa totală de temperatură din vaporizator Δttot0=6-10degC funcţie de umiditate (u= 95)

- temperatura de vaporizare a agentului frigorific este dată de relaţia (12)

t 0=t aiminus∆ t tot 0 ( ) (12)

12

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

t 0=minus26minus9=minus35=iquest p1=066

Din programul CoolPack prin utilizatorul Saturation Table al agentului frigorific se

determină presiunea p1 corespunzătoare temperaturii de vaporizare t0 Se neglijează

supraicircncălzirea vaporilor icircn vaporizator (2-3) astfel icircncacirct parametrii de intrare icircn compresor

sunt p1 şi t0

Fig4 Evoluția temperaturilor icircn vaporizator unde

S0 ndash suprafaţa vaporizatorului

tai ndash temperatura aerului la intrare

tae ndash temperatura aerului la ieşire

t0 ndash temperatura de vaporizare a agentului frigorific

1-2 ndash vaporizare

2-3 ndash supraicircncălzire

22 Evoluţia temperaturilor icircn condensator

Icircn figura 5 este notată temperatura aerului la intrare icircn condensator taik=te= 30degC

(temperatura mediului exterior)

Creşterea temperaturii aerului la trecerea prin condensator este Δtak=10-20degC iar diferenţa

maximă dintre temperatura de condensare tk a agentului frigorific şi temperatura aerului la intrare

icircn condensator este Δttotk și este egală cu 10-20degC Subrăcirea agentului frigorific Δtsr este egală

13

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

cu 4 -7 degC dar procesul 3-4 de subrăcire se neglijează Din tabelul de saturaţie al programului

Cool Pack se determină p2 corespunzătoare temperaturi de condensare tk

t k=t aik+∆ ttotk ( ) (13)

t k=30+15=45=iquest p2=1159

Fig 5 Evoluţia temperaturilor icircn condensator unde

Sk ndash suprafaţa condensatorului

taik ndash temperatura aerului la intrare

taek ndash temperatura aerului la ieşire

tk ndash temperatura de condensare a agentului frigorific

tref ndash temperatura la refularea din compresor

1-2 ndash răcirea vaporilor supraicircncălziţi

2-3 ndash condensare

3-4 - subrăcire

23 Trasarea ciclului de funcţionare al instalaţiei frigorifice

Folosind pachetul CoolPack (Refrigeration utilitiesrarrlog(p)-h diagramrarr Cycle input) se

trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice icircn coordonate lg p ndash h randamentul

izentropic al compresorului se va alege (valori uzuale 06divide08)

Coeficientul de umplere al compresorului (ţinacircnd cont doar de existenţa spaţiului mort) se

determină cu relaţia(14)

14

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

λ=1minusσsdot[( p2

p1)1

md minus1] (14)

Cu ajutorul ecranului ldquoCycle infordquo din acelaşi utilitar log (p)-h diagram icircn secţiunea

ldquoDimensioningrdquo se introduce puterea frigorifică determinată icircn etapa anterioară (QE = Φ) iar icircn

secţiunea ldquoVolumetric efficiencyrdquo se introduce coeficientul de umplere ldquon_volrdquo (λ) cu aceste

date rezultă

bull debitul masic de agent frigorific m [kgs]

bull debitul volumic teoretic al compresorului ldquoDisplacementrdquo [m3h]

bull debitul volumic real de agent frigorific V [m3h]

bull fluxul de căldură pentru condensator Qc [kW]

bull puterea absorbită de compresor W [kW]

Temperatura de refulare a vaporilor de agent frigorific din compresor

(15)

unde

To este temperatura de vaporizare a freonului [K]

Se trasează ciclul de funcţionare al instalaţiei frigorifice prin programul Cool Pack

introducacircnd ca date iniţiale temperatura de vaporizare temperatura de condensare sarcina

frigorifică şi coeficientul de umplere se consideră că instalaţia frigorifică are schimbător intern

de căldură şi gradul de supraicircncălzire a vaporilor ΔTSH= 68 K şi gradul de subrăcire ΔTSC=34

K valoarea randamentului izentropic al compresorului se alege icircntre 06 08 După recalculare

sunt afişate următoarele date

-debit masic de agent frigorific m = [kgs]

-debit volumic real de agent frigorific V= [m3h]

-fluxul de caldură pentru condensator Qc= [kW]

-puterea absorbită de compresor W= [kW]15

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

T ref=238 ∙(1159066 )013=721

λ=1minusT ∙ [( p2

p1)1mdminusiquest1]

Unde

λ- coeficient de umplere al compresorului

T= 003

md- 108

λ=1minusiquest003 ∙[( 1159066 )1108minusiquest1]=062

16

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

17

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

24 Alegerea componentelor instalației frigorifice

241Alegerea unui vaporizator prin programul de fabricație al firmei Guumlntner

Pentru alegerea vaporizatorului se utilizează pachetul software Guumlntner Product Calculator

Customerˮ

Pentru alegerea vaporizatorului se introduc datele rezultate din calculul termic al ciclului

frigorific programul oferind apoi o listă cu vaporizatoare care ar putea satisface condițiile

impuse

Vaporizatorul selectat pentru instalația frigorifică studiată este de tipul

18

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

242 Alegerea grupului compresor ndash condensator

Alegerea grupului de condensare se realizează cu ajutorul dezvoltat de către firma Bitzer Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoCondensing unitsrdquo prin interfaţa căruia se realizează selectarea grupului de condensare

Ca date iniţiale pentru alegerea grupului de condensare se introducbull tipul agentului frigorificbull tipul compresoruluibull puterea frigorificăbull temperatura de vaporizare a agentului frigorificbull temperatura agentului frigorific la aspiraţia icircn compresor

Acţionarea butonului bdquoCalculaterdquo conduce la afişarea icircn zona din dreapta a unităţilor de condensare care satisfac cerinţele impuse Grupul de condensare ales este de tipul

19

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

243 Alegea condensatorului și compresorului

Icircn cazul unor puteri frigorifice necesare mari este posibil ca firmele să nu ofere unităţi compresor-condensator icircn programul de fabricaţie Icircn acest caz compresorul şi condensatorul vor trebui alese separat

Condensatorul se poate alege din programul de fabricaţie al firmei Guumlntner folosind opţiunea bdquoCondenserrdquo Icircn fereastra de calcul deschisă se introduc următoarele date iniţiale

20

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

- puterea termică la condensator bdquoCapacityrdquo kW

- agentul frigorific utilizat bdquoMediumrdquo

- temperatura de condensare bdquoCond temprdquo 0C

- temperatura aerului din mediul icircnconjurător bdquoAir temprdquo0C

- umiditatea relativă a aerului bdquoRel humidityrdquo

- altitudinea la care se găseşte depozitul bdquoAltituderdquo la nivelul mării

Rezultatele căutării icircn baza de date a programului sunt obţinute după acţionarea butonului bdquoOKrdquo Condensatorul ales este de tipul

21

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

22

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

23

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

24

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

25

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

Alegerea compresorului se va face din gama de produse a firmei Bitzer cu ajutorul programului dezvoltat de către firmă Dintre diferitele opţiuni oferite de către program se alege opţiunea bdquoSemiherm Recipsrdquo ndash compresoare semiermetice - ceea ce ne conduce către interfaţa ce permite selectarea compresorului

Principalele elemente avute icircn vedere pentru alegerea compresorului suntbull Agentul frigorificbull Puterea frigorifică kWbull Subrăcirea agentului frigorific lichid Kbull Temperatura de condensare 0C

26

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27

Bibliografie

1 Porneală S Calculul depozitelor frigorifice httpwwwtermoutclujroufaufapdfufa07pdf

2 Prof dr ing Mugur Balan Instalaţii frigorificeUniversitatea Tehnică din Cluj Napoca httpwwwtermoutclujroififpdf

4CoolPack Softwaresource httpenipudkIndholdrefrigeration-and-energy-technologycoolpackaspx

5Bitzer software source httpwwwbitzerdeengproductservicesoftware3 6 6Guntner Software source http2172932151guntnerusproductsguntner-product-

calculator-mpc-selection-software

27