Universitatea Transilvania din Brasov Facultatea de Alimentatie si Turism

INSTALATI FRIGORIFICE PENTRUUN RESTAURANT CU AUTOSERVIRE

-2011 -Cuprins

I. Introducere.............................................................................41.1. Agenti frigorifici....................................................................................................................5II. Studiul solutiilor existente...................................................62.1. Influenta temperaturilor scazute asupra alimentelor........................................................62.1.1. Refrigerarea........................................................................................................................62.1.2. Congelarea..........................................................................................................................72.2. Pastrarea si comercializarea alimentelor congelate in industrie......................................82.3. Restaurantul..........................................................................................................................82.4. Clasificarea aparatelor frigorifice....................................................................................102.5. Vitrine frigorifice...............................................................................................................122.6. Vaporizatoare.....................................................................................................................162.6.1. Vaporizatoare pentru racirea aerului...........................................................................162.6.2. Vaporizatoare cu circulatie naturala a aerului............................................................172.6.3. Vaporizatoare cu circulatie fortata a aerului...............................................................202.7. Alimentarea cu agent frigorific........................................................................................262.8. Degivrarea..........................................................................................................................30III.Alegerea si justificarea solutiei proiectate....................353.1. Date informative despre restaurant.................................................................................35IV. Calculul si proiectarea solutiei alese.............37V.Exploatarea Intretinerea si repararea.........385.1.Principiul de functionare al instalatiilor frigorifice........................................................38VI. Calculul economic.............................................................46VII. Concluzii...........................................................................47 Bibliografie...........................................................................48

I. Introducere

Necesiatea obtinerii temperaturilor joase a aparut inca din antichitate , in scopul pastrarii alimentelor si a racirii acestora.Evident, primele incercari au folosit zapada sau gheata, adunate iarna si pastrate in pesteri sau pivnite bine izolate termic. Alte metode realizau racirea prin evaporarea fortata a apei sub actiunea curentilor de aer creati cu ajutorul unor evantaie. In 1805 Oliver Evans proiecteaza prima instalatie frigorifica cu vapori, fara a o realiza practic. In 1842 John Gorrie proiecteaza si realieaza prima instalatie frigorifica ce functiona pe principiul comprimarii vaporilor de agent frigorific, destinata sacirii camerelor unui spital din Florida.Acesta este considerata a fi prima instalatie de aer conditionat. In 1959 Carl von Linde si Ferdinand Carre dezvolta si perfectioneazainstalatia cu comprimare mecanica a vaporilor iar in 1874 Charles Tellier experimenteaza tehnologia de conservare prin congelare a carnii, folosind o instalatie cu comprimare mecanica de vapori de eter metilic. In 1876 se realizeaza primul transport frigorific de carne congelata din Franta in America de Sud. In 1913 Altenkirch construieste prima instalatie frigorifica cu absortie in doua trepte iar din anul 1930 se trece la utilizarea freonilor drept agenti frigorifici. Dupa anul 1900, masinile frigorifice sunt produse la scara industriala, iar frigul artificial se extinde practic in toate sectoarele vietii economice. Ca urmare, in anul 1929, americanul Clarence Birdseye a inregistrat brevetul pentru congelarea produselor alimentare si aproape concomitent au aparut frigiderele gospodaresti. Dupa primul razboi mandial se dezvolta in mod rapid folosirea frigului in industria alimentara; apare industria produselor congelate,depozitele de pastrare frigorifica si se fac cercetari pentru pastrarea in atmosfera controlata si cercetari pentru liofilizarea unor alimente, aceasta limitata insa din cauza costurilor ridicate.Dupa aldoilea razboi mondial se dezvolta industria frigorifica atat in sfera productiei-instalatii de congelare, refrigerare si depozitare-cat si in sfera desfacerii (vehicule frigorifice, vitrine frigorifice, refrigeratoare si congelatoare casnice). Dupa cum se poate constata,industria frigului deabia a depasit 100 de ani de la aparitie, iar cea a congelarii alimentelor a ajuns la jumatate de secol. Cu toate acestea, intr-o perioada atat de scurta,progresele sunt spectaculoase. Productia de consum de alimente congelate in crescut neincetat in anii de dupa razboi, astazi, in multa tari, alimentele congelate intrand curent in alcatuirea meniurilor zilnice.

AGENTI FRIGORIFICI Dupa cum s-a mentionat anterior, fluidul de lucru al instalatiei frigorifice se numeste agent frigorific.In instalatiile frigorifice din industria alimenatara se utilizeaza pe scara larga ca agenti intermediari solutiile de propilenglicol-apa -, etilenglicol-apa, clorura de calciu-apa si alcool etilic-apa.Cel mai indicat agent intermediar este solutia propilenglicol-apa datorita proprietatilor sale superioare in raport cu alti agenti intermediari. Principalele cerinte impuse unui fluid pentru a putea fi utilizat drept agent frigorific: - la nivelul temperaturii ce trebuie realizate in vaporizator, presiunea de vaporizare trebuie sa fie usor superioara presiunii atmosferice; - presiunea de condensare, corespunzatoare temperaturii ce trebuie obtinute in condensator, nu trebuie sa aiba valori foarte mari pentru ca procesul de comprimare sa se realizeze cu un consum mic de energie; - caldura latenta de vaporizare mare, pentru ca debitele de fluid sa fie reduse; - volum specific redus al vaporilor, pentru ca dimensiunile de gabarit ale instalatiei sa fie mici; - in cazul compresoarelor ermetice si semi ermetice, agentul frigorific trebuie sa fie compatibil cu izolatia conductorilor utilizati in constructia motorului electric de actionare, precum si uleiul utilizat pentru ungerea compresorului; - sa nu prezinte pericol de inflamabilitate sau explozie si sa nu fie toxic (in special in cazul instalatiilor utilizate in industria alimentara) - sa fie nepoluant

II. STADIUL ACTUAL IN DOMENIU

2.1. Influenta temperaturilor scazute asupra alimentelor Frigul este considerat astazi mijlocul cel mai simplu, mai sigur si mai economic de pastrare a produselor alimentare. Pastrarea alimentelor cu ajutorul frigului se realizeaza prin doua procedee: refrigerare si congelare. 2.1.1. Refrigerarea Este procedeul prin care produsul alimentar este racit pana in jurul punctului sau de inghet si pastrat la aceasta temperatura o perioada determinata.Unele produse nu suporta refrigerarea pana in apropierea punctului lor de inghet, deoarece inregistreaza vatamari produse de frig. Asa de exemplu, tomatele nu pot fi tinute la temperaturi mai mici de 8oC, iar castravetii sub 12oC, fara a se produce daune fiziologice si calitative. De aceea, temperaturile de refrigerare au o scara larga de variabilitate si anume din apropierea punctului de inghet pana la 15oC. Totusi, in vorbirea curenta sunt urmatoarele: - aspectul : carnea congelata apare ca un bloc compact, acoperit uneori cu un strat subtire de cristale fine,asemanatoare zapezii. Dupa decongelare, suprafata carnii este umeda sau cu o pelicula uscata; in sectiune carnea are aspect neted si umed. Tesutul conjunctiv este lipsit de luciu, iar elasticitatea este micsorata. - culoarea: in stare congelata, carnea are o culoare normala, adesea cu o nuanta mai vie, uneori cu o nuanta mai inchisa. La locul de atingere cu cutitul sau cu degetul apare o pata de culoare rosie vie. Dupa decongelare, culoarea de pe suprafata este roz pana la rosu inchis; tesutul conjunctiv este de culoare rosiatica, iar sucul opalescent de culoare rosiatic. - consistenta: este tare la carnea congelata iar prin lovire cu obiecte tari da un sunet clar. Dupa decongelare, elasticitatea carnii este micsorata iar unele formate prin apasare cu degetul revin greu si incomplet. - mirosul: lipseste la carnea congelata. Dupa decongelare este specific speciei. - caracteristicile seului sau grasimii: seul (la carnea de ovine sau bovine) si grasimea (la cea de porcine) congelate sunt de consistenta tare si de culoare caracteristica speciei. Dupa decongelare, consistenta lor este miscsorata, iar culoarea poate capata nuante galbui sau rosiatice. - caracteristicile maduvei osoase: dupa decongelare maduva este usor dezlipita de peretii canalului medular, are consistenta micsorata si culoare cu o nuanta rosiatica. Clasificarea refrigerarii se poate realiza dupa mai multe criterii: * Dupa natura mediului utilizat: - refrigerare in aer; - refrigerare in agenti intermediari (apa, apa de mare, solutii de NaCl etc.) - refrigerare prin concact cu gheata hidrica; - refrigerarea lichidelor in schimbatoare de caldura; - refrigerarea in vid; * Dupa viteza de desfasurare a procesului: - refrigerare lenta; - refrigerare rapida (cea mai recomandata si cea mai des utilizata); Procesul de refrigerare este tipic nestationar (viteza de racire variaza de la un punct laaltul si n timp). Procesul se considera ncheiat cnd temperatura medie a ajuns la valoareadorita.

2.1.2. Congelarea Congelarea este procesul de racire a produselor alimentare pna la temperaturi mult mai coborte dect punctul de solidificare a apei. n aceste conditii se pot asigura durate de conservare mult mai lungi, de 5-50 ori mai lungi fata de refrigerare. Punctul de solidificare, se atinge n jur de -0,5 - -4C, n functie de natura produsului. Faza maxima de cristalizare a apei de desfasoara ntre -1 - -5C. n acest interval se produce solidificarea a 60-75% din apa continuta de produse. Congelarea trebuie astfel dirijata incat cristalizarea sa se desfasoare cat mai repede. Subracirea produselor congelate se continua pana la temperaturi finale aflate in intervalul -18 - -25C, la care solidifica 90-95% din apa continuta n produse. n aceste conditii, temperatura mediului de racire trebuie sa fie de -30&-35C, iartemperatura de vaporizare a agentului frigorific trebuie sa fie de -40 - -45C. Pe durata congelarii temperatura este diferita in interiorul acestora. Cea mai ridicata temperatura se mentine in centrul termic al produsului. Procesul de congelare se poate considera ncheiat daca temperatura n centrul termic este cu cel mult 3-5C mai ridicata dect a mediului n care urmeaza sa se realizeze depozitarea. Din punct de vedere al temperaturii, congelarea poate fi: - congelare lenta la temperaturi cuprinse intre-3C si-5C se face in aproximativ 80 de ore. - congelare semirapida la temperaturi cuprinse intre -5C si-12C si se face in aproximativ 60 de ore, avand loc in tunele sau camere speciale. - congelare rapida intre-12C si-25C si se face in aproximativ 34 de ore. - congelare ultrarapida pana la32C si dureaza 3 ore necesitand aparate speciale. 2.2. Pastrarea si comercializarea alimentelor congelate in industrie Imediat dupa congelare,alimentele congelata intra in asa-numitul "lant frigorific" care impune ca obligatie existenta urmatoarelor mijloace tehnice: - depozite frigorifice la unitatea producatoare;- vehicule frigorifice de transport pe distanta mare;- depozite frigorifice pentrul comertul cu ridicata;- masini frigorifice de distribuire;- camere si mobile frigorifice in magazinele de desfacere;- refrigeratoare cu compartiment de congelare sau congelatoare gospodaresti.

2.3. RestaurantulRestaurantul este un local public care mbina activitatea de productie cu cea de servire, punnd la dispozitia clientilor o gama diversificata de preparate culinare, produse de cofetarie-patiserie, bauturi si unele produse pentru fumatori. Acesta este o unitate unitate complexa care mbina activitatea de productie cu cea de servire. Aceasta unitate trebuie sa puna la dispozitia consumatorilor un sortiment bogat si variat de preparate culinare,produse de cofetarie-patiserie,bauturi etc.n acest sens, n scopul asigurarii unei varietati de preparate culinare, sefii de unitate vor intocmi liste meniu n care se va respecta sortimentul obligatoriu,concomitent cu diversificarea preparatelor n cadrul sortimentului stabilit, astfel nct sa se evite repetarea acelorasi preparate mai devreme de 10 zile, cu exceptia specialitatii casei, specialitatii bucatarului si a zilei, precum si a preparatelor specifice unor anumite tipuri de unitati in cadrul sortimentului minimal trebuie sa fie cuprinse urmatoarele: - gustari reci si calde(minuturi); - preparate lichide calde:supe,creme,consomeuri,ciorbe,borsuri; - mncaruri gatite din legume cu si fara carne,din paste fainoase,din orez etc.; - meniuri pentru regimuri de crutare:specialitati la gratar din carne,peste asociate cu garnituri din legume si salate; - deserturi:nghetata,dulciuri de cofetarie,de patiserie,bucatarie,fructe de sezon si salate de fructe;- bauturi calde nealcoolice:cafea,ceai,lapte,cacao,etc.;- bauturi alcoolice din grupele:aperitive,bere,vinuri,lichioruri si preparate de bar. Restaurantele dispun de incaperi corespunzatoare pentru desfasurarea activitatii de productie,spatii pentru pastrarea la cald si la rece a preparatelor si produselor culinare,de cofetarie si patiserie,magazii pentru pastrarea alimentelor,marfurilor si a bauturilor, aceste spatii fiind dotate cu masini si utilaje specifice activitatii de productie si de servire care asigura att pregatirea mncarurilor potrivit regulilor procesului tehnologic,ct si o servire la un nivel superior. Spatiile de servire sunt dotate cu mobilier,mocheta,covoare,perdele, draperii,lustre,oglinzi,vesela si inventar de servire de cea mai buna calitate si n cantitati suficiente conform normativelor de ncadrare pentru a asigura o servire optima. Vesela acestei unitati este de portelan superior, de inox si de alpaca argintata, prevazuta cu emblema unitatii. Fetele de masa,servetele din pnza,naproanele sunt de asemenea de calitate superioara. Succesul unuirestaurantsau al oricarui tip de local depinde de o suma de factori. Unii considera ca cel mai important lucru este mncarea, specificul acesteia si modul ei de pregatire. Altii spun ca atunci cnd mergem larestaurant, o facem pentru experienta n sine, nu doar pentru a mnca. Simtul estetic este esential atunci cnd vine vorba de prezentarea produselor pentru ca, indiferent ct efort s-a depus n realizarea preparatelor, daca acestea nu sunt expuse sau prezentate n asa fel ncat sa l atraga pe cumparator, truda a fost n zadar. Pornind de la definitiarestaurantului, o unitate de alimentatie publica, ntilnita n toate localitatile, n care se ofera consumatorilor un bogat si variat sortiment de preparate si bauturi, servirea facndu-se de personal cu nalta calificare. Ele sunt amplasate de regula n orase, n zone de interes turistic, n statiuni balneoclimaterice. Constructia si instalatiile sunt realizate din materiale rezistente. Ele ofera acces pentru autoturisme, garaj/parking descoperit, emblema si firma luminoasa; de asemenea au hol cu garderoba si grup sanitar pentru clienti, intrare separata pentru marfuri si personal, circuit corespunzator ntre spatiile de servire, productie si depozitare, bucatarie proprie si spatii de depozitare dimensionate corespunzator capacitatii unitatii, ventilatie, ncalzire centrala, apa calda si rece si iluminat incandescent. Restaurantelesunt clasificate pe categorii prin acordarea de stele, dupa caracteristicile si cerintele determinate pentru fiecare categorie de local n parte. Normele de clasificare utilizeaza un numar de criterii destul de mic. Gradele de departajare merg de la o stea care ofera conditii si servicii de baza, pna la patru stele, oferind servicii de lux. Acestrestaurantntruneste toate caracteristicile de constructie si instalatie ale unui restaurantclasic dintre care amintim: - constructia este realizata din materiale rezistente; - este amenajat acces pentru autoturisme; - are emblema si firma luminoasa; - exista un hol la intrare cu garderoba si grupuri sanitare proprii, unul pentru femei si unul barbati; - pentru marfuri si personal exista intrare separata; - exista un circuit corespunzator ntre spatiile de servire, de productie si de depozitare; - are bucatarie proprie si spatii de depozitare; - dispune de instalatie de ventilatie; - are ncalzire centrala si instalatii de apa calda si rece; - perdele din tesaturi fine iar draperiile au un colorit adecvat ambientului; - decoratia interioara este adecvata caracterului salonului; - piesele de mobilier sunt corespunzatoare ca numar, forma si dimensiuni, vesela folosita este din portelan fin; - se utilizeaza platouri din portelan; - se folosesc tacmuri din inox; 2.4. Clasificarea aparatelor frigorifice: Rcitoarele i congelatoarele electrice se pot clasifica astfel:- dupa temperatura realizata; - rcitoare electrice realiznd un regim de temperatur n compartimentele de pstrare a alimentelor de la 0 la 10C;- frigider electric = aparat de rcire tip dulap; - frigider cu congelator; - congelator; * dup regimul termic al regiunii n care se folosesc, frigiderele se realizeaz n urmtoarele clase: clasa temperat extins subnormal pentru temperaturi de 10-32C; clasa temperat normal pentru temperaturi 16-32C; clasa subtropical (18-38C); clasa tropical (18-43C). 2. Prile componente i principiul de funcionare Dulpaul frigorific este alctuit din: dulapul propriu-zis cuva ua izolaia dintre pereii interiori i exteriori anexele Agregatul frigorific este aparatul care genereaz temperaturile sczute prin vaporizarea ntr-o instalaie nchis a unui agent frigorigen. Aparatul frigorific care funcioneaz pe principiul vaporizrii are ca subansamblu principalu: vaporizatorul.Instalaia energetic este compus astfel: la frigiderul cu compresor: din motor electric i compresor, ntreruptor termo-static, cordon de alimentare trifilar, lamp pentru iluminat interior i ntrerupator de u; la frigiderul cu absorbtie: din elementul nclzitor, fierbator, circuit de absorbie i de schimb de cldur. Dintre caracteristicile tehnico-funcionale ale frigiderelor se menioneaz: tipul constructiv: cu compresor sau cu absorbie capacitatea cuvei de 100-250 l dar se comercializeaz i frigidere cu capaciti mici 20-40 l temperatura de rcire minim n zona vaporizatorului este cuprins ntre -18C, la cele cu compresor, i de 5C la cele cu absorbie. In dulapul frigorific se creaz compartimente de joas temperatur care se garanteaz prin marcarea cu stelue de zpad, o stelu * pentru fiecare -6C i o stea mare pentru congelare puterea frigorific (cldura evacuat din cuv n timp de 1 or, exprimat n Kcal/or sau J) este cuprins ntre 50 - 300 Kcal/or ncrcarea maxim n alimente exprimat n kilograme 3 - 50 kg puterea absorbit de la reea necesar obinerii puterii nominale a motorului electric sau cldurii pierderilefrigorificedeterminate de conductibilitatea termic a pereilor, deschiderea uilor, neetanrii etc. coeficientul de utilizare a frigiderului dat de raportul dintre durata de lucru i durata total de funcionare, fiind cu att mai mic cu ct puterea frigorific a frgiderului este mai mare dect pierderilefrigorifice consumul maxim de energie electric n 24 de ore kWh pentru frigiderele cu compresor cu capacitate de 120 l durata de conectare a compresorului la reea este de maxim 75% din timp.

2.5. Vitrine frigorifice Vitrina frigorifica este una din verigile slabe ale lantului frigorific din cauza cerintelor contradictorii pe care trebuie sa le indeplineasca: pe de o parte trebuie sa asigure vizibilitatea produsului si accesibilitatea, astfel incat consumatorul sa fie convins sa il cumpere , iar pe de alta parte trebuie sa asigure temperatura necesara , fara fluctuatii semnificative ale acesteia, care ar putea conduce la alterarea produsului. In general, o vitrina care asigura conditii optime de expunere va avea un consum de energie mai mare. Vitrinele frigorifice pot fi: - orizontale; - verticale; Vitrinele frigorifice orizontale sunt deschise la partea superioara si pot fi cu servire pe o singura parte (fig.33a) sau cu servire pe toate partile laterale (fig.33b). Racirea produselor este asigurata de catre un curent de aer , produs de catre ventilatoarele (6) si racit de catre vaporizatoarele (1). Pentru imbunatatirea vizibilitatii produselor, o parte din peretii laterali sunt formati din panouri de sticla (4), aspectul estetic fiind astfel imbunatatit prin crearea "efectului de vitrina". datorita stratificarii aerului rece, infiltrarea aerului din mediul ambient in interiorul vitrinei este relativ redusa, astfel incat sarcina frigorifica apare in principal din cauza caldurii transmise prin radiatie din mediul inconjurator si a celei transmise prin peretii laterali.

a) b) Fig.33 - Vitrine frigorifice orizontale 1-vaporizator; 2-produse; 3-carcasa izolata termic; 4-limita maxima de incarcare; 5-panouri de sticla; 6-ventilator; 7-racord pentru evacuarea apei;

Vitrinele frigorifice verticale (fig.34) pot fi de asemenea deschise, cu servire prin partea frontala, caz in care se utilizeaza cortine de aer ce impiedica infiltrarea aerului din mediul inconjurator prin partea deschisa a vitrinei. In varianta din figura se folosesc trei cortine de aer: cortina (a) este formata cu ajutorul aerului rece ce asigura racirea produselor (11), antrenat de catreventilatorul (1), cortina (b) este formata cu aerul reciclat din interiorul vitrinei (cu ajutorul ventilatorului 5 si a canalului 3), iar cortina (c) este formata cu aer din mediul inconjurator, vehiculat de catre ventilatorul (6).

Fig.34 - Vitrina frigorifica verticala 1,5,6 - ventilatoare; 2, 12 - vaporizatoare; 3,7 - canale de aer; 4 - carcasa; 8,9,10 - jaluzele pentru dirijarea curentului de aer; 11 - produse; a,b,c - cortine de aer; Jaluzelele (8), (9), (10), asigura dirijarea cortinelor de aer de la partea superioara la cea inferioara, astfel incat cei tei curenti sa nu se amestece. Vitrinele verticale inchise (fig.35) folosesc o usa din sticla pentru inchiderea partii frontale si evitarea infiltrarii aerului din exterior. In acest caz se limiteaza vizibilitatea si accesul cumparatorului (acesta trebuie sa deschida usa pentru a lua produsele), ceea ce poate afecta negativ vanzarea. In plus, dupa inchiderea usii, umiditatea din aerul cald patruns in interiorul vitrinei cat timp usa a fost deschisa se condenseaza pe patrea interioara a suprafetei vitrate si astfel se impiedica vizualizarea continutului. Din acest motiv usile au straturi multiple de sticla si sunt prevazute cu un sistem electric de incalzire, pentru a se evita formarea condensului. Vitrinele frigorifice pot fi prevazute cu instalatie frigorifica proprie sau pot fi conectate la un sistem de racire centralizat. In primul caz, toate componentele instalatiei frigorifice (vaporizator, condensator, compresor, ventil de laminare) sunt montate in corpul vitrinei, de obicei la partea inferioara. In cel de-al doilea caz, singurele componente aflate in carcasa vitrinei sunt vaporizatorul si ventilul de laminare, acestea fiind conectate prin conducte la restul instalatiei frigorifice, care se gaseste intr-n spatiu special destinat acestui scop. Atunci cand se adopta aceasta varianta (utilizata mai ales in cazul magazinelor de dimensiuni medii si mari) este necesara izolarea termica a conductelor de legatura.

Fig.35 - Vitrina frigorifica verticala; 1 - vaporizator; 2 - carcasa; 3 - produse; 4 - usa din sticla; 5 - ventilator; 6 - racord pentru evacuarea apei;

2.6. Vaporizatoare In orice masina frigorifica, vaporizatorul este aparatul care absoarbe caldura din mediul racit, realizand efectul util al masinii. Din acest punct de vedere se poate considera ca este unul din cele mai importante aparate ale instalatiilor frigorifice si simplificand, se poate considera chiar ca restul instalatiei nu are decat rolul de a permite intoarcerea agentului frigorific lichid in vaporizator. Exista numeroase tipuri de vaporizatoare, in functie de destinatia acestora, totusi se remarca doua categorii importante:- vaporizatoare pentru racirea aerului;- vaporizatoare pentru racirea lichidelor. Proiectarea si alegerea corecta a vaporizatoarelor are o importanta mare pentru functionarea corecta a instalatiilor frigorifice si pentru eficenta acestora. Un vaporizator gresit dimensionat poate sa produca o scadere excesiva a temperaturii de vaporizare, iar la reducerea acesteia cu fiecare grad, corespunde si o reducere a puterii frigorifice cu cca. 34%. Acesta este si motivul pentru care nu se poate disocia vaporizatorul de sistemul sau de alimentare cu lichid. In practica, adesea fiecarui tip de vaporizator ii corespunde un sistem propriu de destindere a agentului frigorific. 2.6.1. Vaporizatoare pentru racirea aerului Aceste vaporizatoare pot sa fie utilizate la fel de bine si pentru racirea aerului si pentru racirea altor gaze. Atunci cand aerul contine umidiate (vapori de apa), la dimensionarea vaporizatoarelor se va tine seama de acest lucru, deoarece la temperaturi ale suprafetei vaporizatorului peste 0 C, dar sub temperatura punctului de roua, pe suprafata vaporizatorului se va depune umiditate, iar daca temperatura suprafetei de transfer termic scade sub 0 C, aceasta umiditate se va transforma in bruma sau zapada. Prezenta zapezii pe suprafata vaporizatoarelor, este un fenomen foarte frecvent si influenteaza constructia acestor aparate, in special marimea pasului dintre aripioare. In functie de modul de circulatie a aerului, vaporizatoarele pentru racirea aerului se impart in doua categorii: - Vaporizatoatre cu circulatie naturala a aerului; - Vaporizatoare cu circulatie fortata a aerului. Printre cele mai importante probleme legate de proiectarea si exploatarea vaporizatoarelor pentru racirea aerului, se numara: - Alimentarea cu agent frigorific - Degivrarea Doua tipuri particulare de racitoare de aer sunt: - Vaporizatoarele echipamentelor de racire casnice si comerciale - Vaporizatoarele eutectice 2.6.2. Vaporizatoarele cu circulatie naturala a aerului Aceste aparate se pot monta pe tavanul camerelor frigorifice ca in figura 2.33, sau pe peretii acestora, ca in figura 2.34 unde este reprezentata o baterie de racire cu tevi lise respectiv in figura 2.35 unde este reprezentata o baterie de racire cu tevi avand aripioare.Fig. 2.33. Racitor de aer de tavan, cu circulatie naturala a aerului

Fig. 2.34. Racitor de aer de perete, cu circulatie naturala a aerului si tevi lise 1 serpentina; 2 suport; 3 - brida

Fig. 2.35. Racitor de aer de perete, cu circulatie naturala a aerului si tevi avand aripioare 1 serpentina; 2 aripioare; 3 suport; 4 - brida Aceste tipuri de vaporizatoare se utilizeaza atunci cand se doreste o circulatie redusa a aerului si o uscare pronuntata a acestuia la temperaturi pozitive, de exemplu in camere pentru pastrarea branzeturilor. Se utilizeaza asemenea vaporizatoare si pentru temperaturi negative, de exemplu in cazul pastrarii produselor alimentare semipreparate sub forma congelata, dar la temperaturi negative, este mai putin importanta umiditatea aerului. La constructia vaporizatoarelor de acest tip, pentru temperaturi pozitive (peste 2 C) se utilizeaza tevi cu aripioare. Coeficientul global de transfer termic este influentat de distanta dintre aripioare, dimensiunile acestora si numarul de randuri de tevi pe verticala. Valorile uzuale intalnite in practica sunt de 510 W/(m2K). Datorita valorii reduse a acestui coeficient, este nevoie sa fie alese aripioare cu eficienta termica ridicata si se vor realiza suprafete cat mai mari ale vaporizatoarelor, care vor lucra la diferente medii de temperatura, de asemenea ridicate, intre 815 C. Sub aceste vaporizatoare se vor monta tavi pentru colectarea si evacuarea umiditatii care se depune pe suprafata de schimb de caldura. La constructia vaporizatoarelor pentru temperaturi negative, se utilizeaza tevi lise (netede), care permit o decongelare (degivrare) usoara. Coeficientul global de transfer termic are uzual valori intre 1014 W/(m2K), iar diferentele de temperatura se situeaza intre 510 C. Ambele tipuri de vaporizatoare se pot alimenta cu agent frigorific lichid prin detenta directa sau prin recircularea lichidului. Este important ca lungimile serpentinelor legate in serie sa nu fie prea mare, deoarece in acest caz cresc mult pierderile de presiune. Se poate realiza de asemenea alimentarea acestor aparate cu un agent intermediar de racire (saramuri, sau diverse solutii de tip antigel). 2.6.3. Vaporizatoarele cu circulatie fortata a aerului Aceste aparate sunt cele mai raspandite pentru realizarea de puteri frigorifice in domeniul frigului comercial 1020 kW, sau industrial pana la cateva sute de kW. Exista mai multe tipuri de asemenea vaporizatoare: - baterii de racire; - vaporizatoare de plafon; - vaporizatoare de perete; - vaporizatoare montate pe picioare.Schema de curgere a aerului printr-un racitor de aer cu curgere fortata, asigurata de ventilatoare, este prezentata in figura 2.36.Fig. 2.36. Schema de curgere printr-un racitor de aer

In figura 2.43 este prezentat modul in care se poate utiliza un racitor de aer cu circulatie fortata intr-un aparat pentru conditionarea aerului. In asemenea aparate inaintea racitorului, pe traseele aerului se monteaza filtre, iar dupa bateria de racire se amplaseaza ventilatorul care de regula este centrifugal.

Fig. 2.43. Aparat pentru conditionarea aerului Bateriile de racire sunt montate in interiorul canalelor pentru circulatia aerului din cadrul sistemului de ventilatie al instalatiilor de conditionare a aerului, al pompelor de caldura, sau al tunelelor de congelare. Din punct de vedere geometric, elementele care definesc aceste aparate sunt: - suprafata de transfer termic; - pasul dintre aripioare; - suprafata frontala; - numarul de randuri de tevi pe verticala; - diametrul colectoarelor si modul de racordare a acestora la circuitul frigorific; - dimensiunile de gabarit; - masa aparatului gol. Din punct de vedere termic, elementele care definesc aceste aparate sunt: - coeficientul de transfer termic in functie de viteza frontala de curgere a aerului; - pierderea de presiune in functie de viteza frontala de curgere a aerului; - pierderea de presiune pe partea agentului frigorific in functie de debitul acestuia. De cele mai multe ori, aceste vaporizatoare sunt prefabricate in uzina, ceea ce ofera o serie de avantaje: - sunt usor de caracterizat si de montat deoarece nu necesita nici un fel de pregatiri suplimentare; - pot fi utilizate la echiparea camerelor cu temperaturi pozitive sau negative; Caracteristicile constructive indicate de furnizori sunt: - tipul (de plafon, de perete, sau pe picioare); - dimensiunile de gabarit; - caracteristicile geometrice ale tevilor si aripioarelor; - natura materialelor utilizate la tevi si la nervuri; - tipul dotarilor suplimentare (carcasa, tava colectoare pentru umiditate, dispozitivul pentru degivrare, protectia motoarelor si a ventilatoarelor); - dimensiunile racordurilor pentru intrarea si iesirea fluidelor; - masa aparatului, fara agent frigorific; - numarul si diametrul ventilatoarelor; - puterea electrica totala a motoarelor de actionare a ventilatoarelor; - tensiunea si intensitatea curentului electric de alimentare. Caracteristicile tehnice indicate de furnizori sunt in general urmatoarele: - puterea frigorifica realizata in anumite conditii de lucru date; - suprafata de schimb de caldura; - volumul interior al aparatului (necesar pentru calculul incarcaturii de agent frigorific); - debitul de aer; - numarul si puterea rezistentelor electrice pentru degivrare. Vaporizatoarele de plafon sunt realizate in doua tipuri constructive: Vaporizatoarele cu un singur flux de aer sunt prezentate in figura 2.37, iar modul de amplasare in figura 2.38. Aerul este aspirat prin partea din spate a aparatului, este racit in vaporizator si apoi refulat peste produsele din camera frigorifica. Ventilatoarele fie aspira prin vaporizator, fie sufla prin acesta. Aparatele de acest tip sunt plasate pe tavan, aproape de pereti, ceea ce permite evacuarea usoara a apei provenite din degivrare. In consecinta se pot utiliza in special pentru realizarea de temperaturi negative, dar si pentru temperaturi pozitive.

Fig. 2.37. Vaporizator de plafon cu un singur flux de aer

Fig. 2.38. Modul de dispunere a unui vaporizator de plafon cu un singur flux de aer Vaporizatoarele cu dublu flux de aer sunt prezentate in figura 2.39. Aceste aparate au in componenta doua baterii de racire intre care sunt amplasate ventilatoarele care aspira aerul si apoi il refuleaza peste baterii, trimitandu-l astfel in camera frigorifica. In general, aceste tipuri de ventilatoare se amplaseaza in mijlocul camerelor racite, asa cum se observa in figura 2.40, ceea le face utilizabile in special la temperaturi pozitive. Ventilatoarele sunt prevazute cu deflectoare pentru asigurarea curgerii aerului.

Fig. 2.39. Vaporizator de plafon cu dublu flux de aer Fig. 2.40. Schema de amplasare a racitoarelor de aer cu dublu flux

Vaporizatoarele de perete sunt asemanatoare din punct de vedere constructiv si functional cu cele de perete, dar se monteaza pe peretii camerelor frigorifice, astfel incat sa nu stanjeneasca manipularea produselor depozitate. Un asemenea racitor de aer este prezentat in figura 2.41.

Fig. 2.41. Vaporizator de perete Vaporizatoarele montate pe picioare sunt destinate in special instalatiilor industriale. In cazul instaltiilor de tip comercial, de obicei sunt montate langa perete. Asa cum se observa in figura 2.42, sunt construite dintr-o baterie prin care aerul circula vertical, de jos in sus. In partea inferioara, la nivelul picioarelor de sustinere, se gaseste o tava pentru colectarea apei din degivrare, iar in partea superioara se monteaza unul sau mai multe ventilatoare. Deasupra acestora se monteaza un sistem de ghidare a aerului fie direct spre produse, fie printr-un tavan fals. Se monteaza pe sol, in zone in care sa nu impiedice accesul la produce, sau in nisele camerelor de mari dimensiuni si pot fi utilizate pentru realizarea oricaror temperaturi, pozitive sau negative.

Fig. 2.42. Vaporizator montat pe picioare 2.7. Alimentarea cu agent frigorific Alimentarea cu agent frigorific a vaporizatoarelor se poate realiza in principal in trei moduri:Top of FormBottom of FormTop of FormBottom of FormTop of FormBottom of FormIn cazul utilizarii amoniacului ca agent frigorific, se utilizeaza mai rar detenta directa, datorita posibilitatii contaminarii aerului cu amoniac.Detenta directa se realizeaza cu ajutorul detentoarelor termostatice, ca in figura 2.52. Aceste aparate asigura laminarea agentului frigorific si mentinerea unei supraincalziri constante (47 C) a agentului frigorific, la iesirea din vaporizator. In ultimii ani se utilizeaza din ce in ce mai mult detentoare electronice. In ambele situatii, problema consta in umplerea cat mai buna a bateriei cu agent frigorific, dar si cu mentinerea conditiilor de maxima siguranta din punct de vedere al functionarii compresorului.Fig. 2.52. Schema dispozitivului de alimentare a vaporizatorului prin ventil termostatic Trebuie avute in vedere urmatoarele probleme: - Sensul de circulatie trebuie sa fie in contracurent astfel incat aerul mai cald sa intalneasca agentul frigorific ce iese din vaporizator, pentru a-i asigura supraincalzirea; - Numarul circuitelor montate in paralel trebuie sa fie astfel incat pentru debitul nominal de agent frigorific, caderea de presiune sa nu depaseasca echivalentul a 2 C. De asemenea viteza de curgere trebuie sa fie suficient de mare pentru a asigura reintoarcerea uleiului in compresor; - Daca se utilizeaza un distribuitor de lichid, pentru alimentarea tuburilor capilare de lungime egala (obligatoriu), trebuie sa se tina seama ca laminarea (destinderea) se produce in mai multe etape, datorita caderilor de presiune pe ventilul electromagnetic si detentorul propriu-zis (1-2), pe distribuitorul de lichid (2-2') si pe tuburile capilare (2'-3). La iesirea din vaporizator, agentul este usor supraincalzit (4). Circulatia prin termosifon a agentului frigorific (autorecirculare, sau recirculare naturala) este prezentata in figura 2.53. Particularitatile constructive sunt urmatoarele: - circuitele prezinta caderi de presiune scazute; - distribuitoarele si colectoarele asigura o viteza de curgere mica, in vederea realizarii unei bune distributii a agentului frigoric, inclusiv in conditiile unei sarcini termice ridicate; - in cazul utilizarii amoniacului, se asigura purjarea uleiului in punctele cele mai joase; - inaltimea dintre butelie (separator de lichid) si baterie trebuie sa fie suficient de mare pentru a asigura o buna alimentare cu lichid.

Fig. 2.53. Schema sistemului de circulatie prin termosifon Recircularea fortata a agentului frigorific cu ajutorul pompelor este prezentata in trei variante, in figura 2.54. Se utilizeaza atunci cand pe circuitul agentului frigorific prin vaporizator (vaporizatoare) se produc mari caderi de presiune (de exemplu daca circuitele sunt lungi). Raportul de recirculare este definit ca raportul dintre debitul circulat de pompa (care alimenteaza vaporizatorul) si debitul de agent care vaporizeaza efectiv, deoarece in aceste situatii vaporizarea este incompleta. Cele trei variante de recirculare a agentului frigorific prezentate sunt urmatoarele: - Alimentarea prin partea de jos a bateriei, permite in general o buna umplere a vaporizatorului si un raport de recirculare mediu 24, dar necesita o incarcatura semnificativa de agent frigorific si se pot produce contrapresiuni hidrostatice importante, care pot conduce la o temperatura de vaporizare cu cateva grade mai mare decat cea din separatorul de lichid; - Alimentarea prin partea de sus a bateriei, permite reducerea cantitatii de agent frigorific din circuit, dar necesita un grad de recirculare mai mare decat in situatia anterioara, sau o distributie foarte atenta a agentului frigorific in serpentinele bateriei. Efectul presiunii hidrostatice este mai redus decat in cazul anterior, deci temperatura de vaporizare va fi mai apropiata de cea din separatorul de lichid; - Alimentarea cu grad de recirculare ridicat, realizeaza o vaporizare foarte redusa a agentului frigorific, care se comporta aproape ca un agent intermediar. La intrarea in vaporizator agentul frigorific este subracit.

Fig. 2.54. Variante ale sistemului de recirculare a agentului frigorific

2.8. Degivrarea Degivrarea vaporizatoarelor pentru racirea aerului este necesara deoarece gheata sau zapada care se depun pe suprafata de transfer termic a bateriilor, asa cum se obsrva in figura 2.55, se comporta ca un izolator termic si in plus reduce suprafata libera de circulatie a aerului. In aceste conditii, la un moment dat eficienta vaporizatoarelor devine inacceptabil de redusa.

Fig. 2.55. Camera de racire cu bateriile givrate Exista mai multe procedee de degivrare (topire a ghetii), dintre care cele mai utilizate sunt urmatoarele: - Degivrarea cu aer cald se poate utiliza in camerele cu temperaturi pozitive, sau in cazul vaporizatoarelor pompelor de caldura. Pur si simplu se intrerupe producerea frigului, iar aparatul se degivreaza datorita circulatiei aerului. Eficienta degivrarii se poate imbunatati prin recircularea peste bateriile de racire, in aceste perioade a aerului din exterior, printr-un sistem de tubulaturi; - Degivrarea electrica este un procedeu utilizat in camere cu temperaturi negative. Caldura necesara topirii ghetii este furnizata de rezistente electrice amplasate in interiorul tevilor cu aripioare sau in exteriul acestora. Rezistentele sunt protejate cu teci de protectie. Distributia rezistentelor trebuie realizata astfel incat incalzirea cea mai intensa sa se realizeze in partea inferioara a bateriei. - Degivrarea prin inversarea ciclului este utilizabila in cazul in care vaporizatorul si condensatorul sunt contruite din tevi prevazute cu aripioare. Prin inversarea ciclului, vaporizatorul devine condensator, iar condensatorul devine vaporizator. Caldura cedata de agent in vaporizatorul devenit condensator, permite topirea ghetii. Deoarece in perioada de degivrare pe condensatorul devenit vaporizator, se poate forma gheata, ambele schimbatoare de caldura trebuie sa fie prevazute cu tavi pentru colectarea apei provenite din degivrare. Pentru inversarea ciclului este necesara utilzarea unui ventil special cu patru cai. - Degivrarea cu vapori calzi este asemanatoare cu cea prezentata anterior, dar vaporizatorul este alimentat cu vapori calzi proveniti direct de la compresor (compresoare) in timp ce restul vaporizatoarelor functioneaza normal. Condensul format in vaporizatorul aflat in perioada de degivrare, este trimis spre rezervorul de lichid de unde se reintoarce in circuit. - Degivrarea cu apa consta in stropirea cu apa a vaporizatorului incarcat cu gheata. Acest procedeu prezinta avantajul ca apa realizeaza o si actiune mecanica de antrenarea a ghetii care s-a dezlipit de pe tevi. De obicei se utilizeaza impreuna cu degivrarea electrica sau cu vapori calzi. In figurile 2.56 si 2.57 este prezentat un dispozitiv pentru degivrare automata care echipeaza un vaporizator pentru realizarea de temperaturi foarte scazute in camera racita (in jur de -30 C). Acest aparat are in compunere urmatoarele elemente componente: - izolatie termica exterioara; - clapeta de inchidere (pot fi mai multe) izolata, actionata de un zavor hidraulic sau electric, avand comanda automata; - rezistente electrice interne, sau dispozitive pentru introducere de aer cald; - sistem de circulatie aerului in circuit inchis, cu debit redus al ventilatorului, pentru marirea eficientei degivrarii. Constructia prezentata elimina urmatoarele inconveniente care pot sa apara in mod uzual la degivrare: - incalzirea spatiului racit; - depunerea de gheata pe produsele pastrate in camera; - degivrarea lenta si adesea incompleta;

Fig. 2.56. Vaporizator in carcasa izolata, pentru realizarea de temperaturi foarte scazute, cu sistem de degivrare automata.

Fig. 2.57. Vaporizator cu sistem de degivrare automata. Schema functionarii pe durata degivrarii V ventilator centrifugal; B baterie de racire; U usa mobila; Zh zavor hidraulicVaporizatoarele echipamentelor de racire comerciale reprezinta o categorie particulara de racitoare de aer. Din punct de vedere tehnologic, acestea se realizeaza din placi de aluminiu presate la cald. In prealabil, pe aceste placi sunt desenate cu o vopsea speciala traseele de curgere ale agentului frigorific. La presare, in zonele vopsite placile nu se lipesc. Ulterior utilizand ulei sub presiune, zonele vopsite se gonfleaza si realizeaza canalele de curgere pentru agentul frigorific. In figurile 2.442.49 sunt prezentate cateva modele de vaporizatoare, cu unul sau doua nivele de temperatura scazuta, pentru frigidere sau congelatoare casnice, respectiv comerciale.Fig. 2.44. Vaporizator pentru frigider casnic

Fig. 2.45. Vaporizator cu doua nivele de temperatura scazuta

Fig. 2.47. Diverse tipuri de vaporizatoare pentru echipamente frigorifice casnice sau comerciale

Fig. 2.49. Vaporizator pentru congelatoare cu placi pregatit pentru livrare

Fig. 2.46. Vaporizator de tip casnic, montat intr-o camera racitaIII. Alegerea si justificarea solutiei proiectate

3.1. Date informative despre restaurant Deschis in vara lui 2007 restaurantul autoservire a intrat pe piata cu un nou concept in cea ce inseamna linia de autoservire: o ambianta cat mai placuta, calduroasa care sa faca placere celui care serveste masa. Pentru un plus de confort au fost adaugate ambiantei un sistem audio performant si 3 televizoare LCD unde se pot urmari competitii sportive si diverse alte emisiuni. Restaurantul "Zimbrul" amplasat pe Bulevardul Dacia nr. 210, onora la inceput comenzi doar in incinta sediului, dar pentru a raspunde cat mai mult solicitarilor si datorita seriozitatii impuse si-a diversificat activitatea si din toamna aceluiasi ana adaugat activitatii curente si servicul de catering si delivery.

Astfel s-a creat oportunitatea de a servii clientii chiar si in locatiile dorite, diverse contracte cu societati care doresc sa ofere o masa calda, gustoasa si sanatoasa angajatilor si chiar servirea unei mese potrivite pentru cei mici datorita contractelor in derulare cu diverse gradinite atat de stat cat si particulare. In meniul oferit sunt introduse multe preparate care nu pot fi intalnite la alte linii de autoservire si care de obicei sunt servite doar la restaurante cu diferite specifice, dar datorita ambitiei conducerii si personalului s-a reusit oferirea catre clienti a unui numar variat de produse si cat mai bune , care corespund tuturor gusturilor si cerintelor.

IV. Calculul si proiectarea solutiei aleseSuprafata utila =130 mp Bucatarie=30 mp Sala mese=80 mpBar 10 mpCamera frigorifica 10 mp Sala de mese: -4 vitrine frigorifice verticale -3 vitrine frigorifice orizontale 4 x1 vitrina frigorifica verticala 220x60 cm=1.3mp 4x1.3mp=5.12mp3x1 vitrina frigorifica orizontala (200x100 cm)=2mp 3x2mp=6mp Bar: 1 Frigider 1.7x0.6 m=1.1mp1 Aparat gheata 0.7x0.5 m=0.35mp Sala mese: suprafata utilizata vitrine frigorifice 5.12 mp+6 mp =11.12mp 80mp-11.12mp=68.88 mp spatiu destinat amenajari meselor si serviri clientilor. Bar:-suprafata utilizata frigider si aparat gheata 1.1mp+0.35mp=1.45mp10mp-1.45mp=8.55mp

V. Exploatarea intretinerea si repararea. 5.1. Principiul de funcionare a instalaiilor frigorifice Instalaiile frigorifice i pompele de cldur, sunt maini termice care au rolul de a prelua cldura de la un mediu avnd temperatura mai sczut i de a o ceda unui mediu avnd temperatura mai ridicat, aa cum se observ i pe schema energetic din figura 1.1. Acesta poate s fie considerat cel mai simplu model de instalaie frigorific, deoarece nu conine nici un element de natur constructiv. Din acest punct de vederepoate s fie asimilat cu o "cutie neagr", a crei funcionare va fi analizat n continuare i care urmeaz s fie deschis pentru a i se studia componena i a i se releva secretele de proiectare, exploatare i automatizare.Mediul cu temperatura mai sczut, de la care se preia cldur este denumit sursa rece, iar mediul cu temperature mai ridicat, cruia i se cedeaz cldur, este denumit sursa cald. Este cunoscut c avnd capacitate termic infinit, temperaturile surselor de cldur rmn constante chiar dac acestea schimb cldur.Fluxul de cldura absorbit de la sursa rece a fost notat cu 0 Q & , iar fluxul de cldur cedat sursei calde, a fost notat cu k Q & . Conform principiului doi al termodinamicii, pentru transportul cldurii, n condiiile prezentate, estenecesar i un consum de energie, notat cu P.n cazul instalaiilor frigorifice, sursa rece se gsete sub temperatura mediului ambiant, iar procesul de coborre a temperaturii sub aceast valoare, este denumit rcire artificial.

Fig. 1.1 Schema energetic ainstalaiilor frigorifice i apompelor de cldur Agentul de lucru, care evolueaz n aceste instalaii, este denumit agent frigorific.Pentru a putea s preia cldur de la sursa rece, agentul frigorific trebuie s aib temperatura mai mic dect aceasta.n timpul prelurii de cldur de la sursa rece, agentul frigorific se poate comporta n dou moduri diferite: - se poate nclzi mrindu-i temperatura; - poate s-i menin temperatura constant. Cele dou posibile variaii de temperatur (t) a agentului de lucru, de-a lungul suprafeelor de schimb de cldur (S), sunt prezentate n figurile 1.2 i 1.3. Cu tr a fost notat temperatura sursei reci, iar sgeile reprezint sensul transferului termic (de la sursa rece la agentul frigorific).Este evident c meninerea constant a temperaturii agentului frigorific n timpul prelurii de cldur, este posibil numai n condiiile n care se produce transformarea strii de agregare i anume vaporizarea.

Relaiile pentru calculul cldurii absorbite (Q0) n cele dou situaii sunt:Q m c t [kJ] 0 1 p = (1.1) pentru cazul fr schimbarea strii de agregare, unde m1[kg] este cantitatea de agent de lucru care se nclzete, cp[kJkg-1K] este cldura specific, iar t[K] este variaia temperaturii agentului frigorific ntre strile de ieire i intrare, n contact termic cu sursa rece, respectiv:Q m r [kJ] 0 2 = (1.2)pentru cazul cu schimbarea strii de agregare, unde m2[kg] este cantitatea de agent de lucru care vaporizeaz, iar r[kJkg-1] este cldura latent de vaporizare a agentului frigorific, la temperatura de vaporizare t0. Pentru a se realiza un transfer termic eficient, t este limitat la cel mult cteva grade. Schimbul de cldur la diferene finite de temperatur este nsoit de ireversibiliti de natur intern i cu ct diferenele de temperatur sunt mai mari, cu att transferul termic este mai puin eficient. Din aceast perspectiv este preferabil varianta cu schimbarea strii de agregare, creia i corespunde o temperatur constant a agentului frigorific i o diferen de temperatur constant, care poate s fie micorat prin soluii tehnologice. n varianta fr schimbarea strii de agregare, pentru a absorbi mai mult cldur, este nevoie de o nclzire mai pronunat a agentului frigorific, nsoit i de creterea diferenei medii de temperatur, fa de sursa rece, deci de un caracter ireversibil mai accentuat. n aceste condiii, pentru orice substan r>>cpt. Comparnd relaiile (1.1) i (1.2) apare evident c pentru a absorbiaceeai cldur Q0, fr schimbarea strii de agregare este necesar o cantitate mult mai mare de agent frigorific, dect n cazul cu schimbarea strii de agregare, deci m1>>m2. Acesta esteal doilea motiv pentru care este preferabil varianta cu schimbarea strii de agregare . Dac se consider cazul funcionrii continue a acestor tipuri de instalaii, mrimea caracteristic pentru intensitatea transferului termic nu mai este cldura, ci fluxul termic absorbit de agentul frigorific de la sursa rece, sau sarcina termic a vaporizatorului, mrime notat cu 0 Q & . Aceast mrime este denumit i putere termic, iar n cazul instalaiilor frigorifice putere frigorific. Pentru a rescrie relaiile (1.1) i (1.2), folosind aceast mrime, cantitile de agent frigorific, m1 i m2, trebuie s fie nlocuite cu debitele masice, notate cu 1 m& respectiv 2 m& . Dac se mpart cele dou relaii la timp, se obine: Q m c t [kW ] 0 1 p & = & (1.3) Q m r [kW ] 0 2 & = & (1.4) n aceast situaie, transferul termic dintre sursa rece i agentul frigorific, n condiiile vaporizrii celui din urm, este caracterizat prin debite masice mult mai reduse dect n absena schimbrii strii de agregare. Pentru a putea s cedeze cldur sursei calde, agentul frigorific trebuie s aib temperatura mai mare dect aceasta. n timpul cedrii de cldur ctre sursa cald, agentul frigorific se poate comporta, ca i n cazul interaciunii termice cu sursa rece, n aceleai dou moduri diferite: - se poate rci micorndu-i temperatura; - poate s-i menin temperatura constant. Cele dou posibile variaii de temperatur (t) a agentului de lucru, de-a lungul suprafeelor de schimb de cldur (S), sunt prezentate n figurile 1.4 i 1.5. Cu tc a fost notat temperatura sursei calde, iar sgeile reprezint sensul transferului termic (de la agentul frigorific spre sursa rece). Este evident c meninerea constant a temperaturii agentului frigorific n timpul cedrii de cldur, este posibil numai n condiiile n care se produce transformarea strii de agregare i anume condensarea.

Relaiile pentru calculul cldurii cedate (Qk) n cele dou situaii sunt: Q m c t [kJ] k 1 p = (1.5)pentru cazul fr schimbarea strii de agregare, unde m1[kg] este cantitatea de agent de lucru care se rcete, cp[kJkg-1K] este cldura specific, iar t[K] este variaia temperaturii agentului frigorific ntre strile de intrare i ieire, n contact termic cu sursa cald, respectiv: Q m r [kJ] k 2 = (1.6)pentru cazul cu schimbarea strii de agregare, unde m2[kg] este cantitatea de agent de lucru care condenseaz, iar r[kJkg-1] este cldura latent de condensare a agentului frigorific la temperatura de condensare tk, egal cu cldura latent de vaporizare la aceeai temperatur. Din aceleai considerente menionate la schimbul de cldur prin vaporizare n contact termic cu sursa rece, pentru a avea un transfer termic eficient cu sursa cald, t este limitat tot la cel mult cteva grade. Din nou este preferabil varianta cu schimbarea strii de agregare. Pentru cazul funcionrii continue a acestor tipuri de instalaii, utiliznd fluxul termic cedat de agentul frigorific sursei calde, sarcina termic, sau puterea termic a condensatorului, mrime notat cu k Q & i debitele masice, notate tot cu 1 m& respectiv 2 m& , mprind relaiile (1.5) i (1.6) la timp, se obine: Q m c t [kW ] k 1 p & = & (1.7) Q m r [kW ] k 2 & = & (1.8) Din nou transferul termic dintre sursa de cldur i agentul frigorific, n condiiile schimbrii strii de agregare, este caracterizat prin debite masice mult mai reduse dect n absena acesteia. Acest aspect are implicaii importante asupra ntregii instalaii. Debite mai reduse nseamn consumuri de energie mai reduse pentru vehicularea agentului de lucru, diameter mai reduse pentru conducte, respectiv elemente geometrice mai reduse din punct de vedere dimensional, pentru schimbtoarele de cldur. Din motivele prezentate anterior, n majoritatea covritoare a instalaiilor frigorifice i a pompelor de cldur, este preferat transferul termic ntre agentul de lucru i sursele de caldura, prin schimbarea starii de agregare. Cele dou aparate ale instalaiei frigorifice, sau pompei de cldur, aflate n contact cu sursele de cldur, sunt unele dintre cele mai importante pri ale acestor instalaii i se numesc, vaporizator (notat cu V) i condensator (notat cu K). Din punct de vedere al instalaiilor frigorifice, efectul util sau frigul artificial, este realizat n vaporizator, prin preluare de cldur de la sursa rece. Din punct de vedere al pompelor de cldur, efectul util se realizeaz n condensator, prin cedare de cldur sursei calde. Conform principiului doi al termodinamicii, cldura nu poate s treac de la sine, de la o temperatur mai sczut (sursa rece) la una mai nalt (sursa cald), fr un consum de energie (mecanic sau de alt natur) din exterior. Energia consumat din exterior, pentru funcionarea instalaiei, este o putere mecanic sau termic, a fost notat pe figura 1.1 cu P i se msoar n [kW].

Dac se efectueaz un bilan energetic pentru instalaiile frigorifice, sau pompele de cldur, respectiv dac se aplic principiul nti al termodinamicii, se observ c suma dintre energiile introduse n sistem, adic sarcina termic a vaporizatorului 0 Q & i puterea P, este egal cu energia evacuat din sistem i anume sarcina termic a condensatorului k Q & . Matematic acest lucru se poate scrie sub forma: Q Q P [kW ] k 0 & = & + (1.9) Temperaturii t0 la care vaporizeaz agentul frigorific, denumit temperatur de vaporizare, i corespunde o presiune de saturaie unic, notat p0 i denumit presiune de vaporizare. Analog, temperaturii la care condenseaz agentul frigorific, denumit temperatur de condensare, i corespunde o presiune de saturaie unic, notat pk i denumit presiune de condensare. n figura 1.3 se observ c deoarece agentul frigorific are n orice punct al vaporizatorului temperatura mai mic dect temperatura sursei reci, atunci t0tc. Pentru c temperaturile surselor de cldur sunt n relaia evident tc>tr, rezult clar c temperatura de condensare este mai mare dect temperatura de vaporizare (tk>t0), deci este evident c i pk>p0. Valorile celor dou presiuni vor fi asigurate de celelalte aparate ale acestor instalaiiinnd seama de nivelul de temperatur la care se schimb energie ntre agentul frigorific i sursele de cldur, se poate reprezenta, ca n figura 1.6, o schem a fluxurilor energetice din instalaiile frigorifice i pompele de cldur.

Ca o aplicaie a celor prezentate anterior, se poate arta c vaporizarea se realizeaz n scopul prelurii de cldur de ctre agentul de lucru aflat iniial n stare lichid i la sfrit n stare de vapori, iar condensarea se realizeaz n scopul evacurii de cldur de ctre agentul de lucru aflat iniial n stare de vapori i la sfrit n stare lichid. Acest aspect este ilustrat i n figura 1.7.

VI. Calculul economic Restaurantul are in dotare 4 vitrine frigorifice orizontale, 3 vitrine frigorifice verticale, un frigider,o camera frigorifica, un aparat de facut gheata si instalatia de aer conditionat. Costul tuturor echipamentelor si instalatiilor frigorifice:- vitrina frigorifica verticala - pret: 4100 euro- vitrina frigorifica orizontala - pret: 2300 euro- frigider - pret: 350 euro- pretul realizarii camerei frigorifice - 38000 euro- aparat gheata - 170 euro- instalatia de aer conditionat - pret: 12600 euro Calcul: 3*4100=12300 euro 3*2300=6900euro 1*350=350 euro 1*38000=38000 euro 1*170=170 euro 1*12600=12600 euroTotal = 74420 euro

VII. Concluzii

Restaurantul autoservire este un concept intrat mult mai tarziu pe piata decat restaurantele clasice sau cele cu specific. Astfel s-a incercat acapararea a cat mai multi clenti de la vechile restaurante si totodata o oferta mult mai diversificata la un pret avantajos. In Romania, acest tip de restaurant a prins tot mai mult la consumatori mai ales in zonele turistice si in orasele mari. Printre avantajele de a lua masa la un astfel de restaurant amintim oferta diversificata, oportunitatea de a manca cat doresti mancaruri reci , minuturi, fast-food-uri cat si mancaruri calde si preparate cu un anumit specific culinar. Dezavantajele acestui tip de local este lipsa servirii la masa de catre ospatar si lipsa unui loc retras sau a unui separeu.

Bibliografie

1. Balan M., 2003 - Instalatii frigorifice - teorie si programe de instruire. Univ. Tehnica Cluj- Napoca. 2. Enache D. s.a., 2005 - Instalatii de ventilare si climatizare. Edit.MATRIXROM, Bucuresti. 3. Horbaniuc B., 2006 - Instalatii frigorifice si de climatizare in industria alimentara. (vol. 1). Edit. Cermi, Iasi. 4. Radcenco V. s.a., 1983 - Procese in instalatii frigorifice. Edit. Didactica si Pedagocica, Bucuresti. 5.www.regie-live.ro - Instalatii si echipamente frigorifice pentru restaurante.2