Sveučilište Josipa Jurija Strossmayera U Osijeku Elektrotehnički fakultet
Energetske pretvorbe SEMINARSKI RAD Rashladni uredaji
Student: Gelo Ivan Br.indeksa:2335 Akademska god. :08/09 Predavač: Prof. Dr. Sc. Marinko Stojkov
RASHLADNI STROJEVI Termo dinamički procesi za postizanje niskih temperatura rabe se kada niske temperature ne možemo hlađenjem vodom ili zrakom. Najstariji način umjetnog hlađenja je uporaba rashladnih smjesa,nekih soli sa ledom,koje daju niske temperature. Npr. 22%-tna smjesa NaCl i leda daje temperaturu od -21°C, dok 32%-tna smjesa CaCl2 i leda daje temperaturu od -55°C. Danas se za postizanje niskih temperatura rabe rashladni strojevi. U njima se hladnoća postižesljedećim postupcima: 1)isparavanjem niskohlapljivih tekućina, npr. tekućeg amonijaka. Što je niži tlak isparavanja tekućine to su postignute temperature niže. 2)Ekspanzijom komprimiranih plinova u ekspanzijskom stroju. Kada plin vrši vanjski rad na račun smanjenja svoje unutarnje energije, a smanjuje mu se temperatura. 3)Prigušivanjem komprimiranih plinova i para. Ovdje se ne vrši vanjski rad, a proces prati smanjenje temperature. Zadatak rashladnih strojeva je postizanje i održavanje niže temperature od temperature okoline.Jedan od najvažnijih rashladnih strojeva je hlađenje nesavršeno izoliranih prostorija u kojima treba održavati temperaturu nizu od okoline, jer u takve prostorije prodire temperatura iz okoline. Drugi važan i vrlo čest zadatak je proizvodnja leda od vode. U oba slučaja treba odvoditi toplinu kod pretežno konstantnih temperatura .Od takvog slučaja hlađenja razlikuje se zadatak ohlađivanja zadane tvari o s okolne temperature na nižu jer se ovdje odvija odvođenje topline.Na takav slučaj nailazimo pri proizvodnji krutog ugljikovog dioksida poznatog kao suhi led, te pri ohlađivanju većih količina kapljevina kod više temperature na nižu u kod ukapljivanja zraka. Toplina koja se na taj način odvodi rashladnoj prostoriji ili vodi koja se zamrzava, mora se negdje predati kod više temperature. U konačnici se ova toplina mora predati okolini ili rashladnoj vodi kao predstavniku okoline.
II
PROCESI U RASHLADNIM STROJEVIMA Održavanje potrebne dovoljno niske temperature u nekoj sredini ( hlađenje) moguće je jedino uključivanjem ljevokretnog kružnog procesa , npr. Carnotovog , odnosno utroškom određenog mehaničkog rada.Bez utroška tog rada ne bi bilo moguće toplinu odvesti , tj. podignut od sredine s nižom temperaturom do sredine sa višom temperaturom temperaturom.Ako bi bilo moguće , to bi se protivilo 2. Zakonu termodinamike, toplina bi sama od sebe prelazila s hladnijeg tijela na toplije tijelo a ukupni porast entropije bio bi negativan (Δs<0) jer bi promjena entropije sredine kojoj se odvodi toplina q0 pri Th bila veća od promijene entropije toplije okoline kojoj se dovodi isto tolika količina topline q0 pri temperaturi T0 . Tj. porast entropije bi bio: ∆s = − ∆sh + ∆s 0 = −
1 q0 q0 q0 1 (Th − T 0) < 0 + = q0 − = Th T 0 T 0 Th T 0 * Th
Jer je Th
Slika prikazuje proces koji se protivi 2. zakonu termodinamike jer toplina sama od sebe prelazi sa tijela niže temperature na tijelo više temperature.
Međutim u vašim uvjetima je nemoguće ostvariti proces koje bi porast entropije cijelog sustava bio manji od nule, a nemoguće je da se neki proces, u našem slučaju rashladni, odvija od stanja veće vjerojatnosti ka stanju manje vjerojatnosti ali to bi bilo moguće ako bi se sa njim paralelno odvijao neki kompenzacijski proces čiji bi smjer protjecanja bio suprotan,tj. od stanja manje vjerojatnosti ka stanju veće vjerojatnosti
III
i sa kojim bi se upravo kompenzirao negativni porast entropije. Takvim kompenzacijskim procesom postiglo bi se da ukupna entropija, a to znaci i vjerojatnost sustava poraste, tj.Δs>0 ili da u najmanju ruku, u graničnom slučaju, ostane stalna, tj.Δs =0. Ako bi ∆s 0 , tada bi i ∆s0∆sh pa bi kompenzacijskim procesom trebalo dovesti okolini toplinu (prema gore prikazanoj slici). ∆q=2'-4'-4-3'-2'=T0* ∆s To znači da bi se od neke sredine odvodila određena količina topline q0 is ciljem da se održi u njoj , dok je god to potrebno.Temperaturu Th , koja je niža od temperature okolie T0 bilo bi potrebno odvoditi okolini, u najpovoljnijem slučaju (za ∆s=0) pri toplini q = q0 +∆q Površina 1 -2 -1' - 4' – 1 = ∆q =(q0 +∆q) –q0 =q –q0 =w , a to znači da bi za utrošak najmanjeg kompenzacijskog rada ( za ∆s = 0 ), bilo potrebno između rashladne sredine temperature Th i temperature okoline T0 uključiti suprotni kružni proces, npr. carnotov. Prema gornjoj slici izgleda da bi to trebao biti desnokretni ciklus, ali se pri tome ne smije izgubiti iz vida da se promijene stanja 1 – 2 i 1' – 4' na slici odnose na izvore topline, promjena stanja 1 – 2 na se odnosi na rashladnu sredinu kojoj se odvodi toplina q0 a promjena stanja 1' – 4' se odnosi na okolinu kojoj se dovodi toplina q = q0 + ∆q. Međutim kružni proces obavlja radno tijelo ( slijedeća slika) kojemu se dovodi toplina q0 od hlađene sredine , proces 1 – 2 , odnosno od kojeg se okolini predaje toplina q = q0 + ∆q , proces 3 – 4.
Koeficijent hlađenja ili stupanj rashladnog učinka, odnosno odvedene topline od hladnijeg tijela i utrošenog rada ljevokretnog Carnotovog kružnog procesa ima vrijednost( prema slici gore)
εhc =
q0 Th * ∆sh Th = = w (T0 − Th)∆sh (T0 − Th)
IV
Iz formule se vidi da ce koeficijent hlađenja biti toliko veći koliko su temperature T0 i Th više i koliko je njihova razlika manja.Odatle izvodimo temeljno načelo rashladne tehnike : NEHLADI NIŽE NEGO STO JE BEZUVIJETNO POTREBNO ! Isto tako temperaturu okoline treba premašiti sto je manje moguće. Ako se načela ohlađivanja nepridržavamo , trošiti ćemo nepotrebnu snagu. A razlika temperatura (Th – T0 ) obično je malena pa se svako odstupanje od zadanih temperatura odrazuje vrlo nepovoljno . Npr. u proizvodnji leda ( Th =0°C ) i pri zadanoj temperaturi rashladne vode (T0 = +10 °C) bit će :
εhc =
q0 Th 273° K = = = 27.3 w (T0 − Th) 10° K
A ako premašimo temperature u procesu , s obzirom na bolji prijelaz topline,primjer za 5°C kod hlađenja (Th =-5°C)i kod zadane temperature rashladne vode (T0= +15 °C) imamo:
εhc =
q0 Th 268° K = = = 13.4 w (T0 − Th) 20° K
Ovim primjerom smo vidjeli da male razlike ( od 5° C ) temperature za prijelaz topline u svakom izmjenjivaču , radi istog rashladnog učinka , stvaraju duplo veći potrošak snage sto je nepotrebno. Pokraj svima poznatog pretvaranja mehaničke energije w u toplinu ∆q poznati su nam i još neki kompenzacijski procesi. Hlađenje u praksi ostvarujemo uporabom ove tri vrste rashladnih strojeva :
1. KOMPRESIJSKI –u njemu se uz pomoć kompresora mehanički rad pretvara u toplinu a dijele se na zračne i na parne.
2. APSORPCIJSKIH – oni koriste svojstvo nekog tijela da apsorbira druga tijela koja se otapaju i oduzimaju toplinu. 3. EJEKTORSKI
KOMPRESIJSKI RASHLADNI ZRAČNI STROJ Od kompresijskih rashladnih strojeva, zračni rashladni stroj bio je prvi konstruktivno tako razrađen da je uspješno prodro u praktičnu primjenu sedam- desetih godina prošlog stoljeća.
V
Zračni rashladni proces termodinamički je obrat procesa vrućim zrakom. Realizacija Carnotovog kružnog procesa s idealnim plinom zahtijevala bi vrlo složen mehanizam koji bi potisnuo sve prednosti ovog inače idealnog kružnog procesa.Prednost zraka kao radnog tijela u rashladnim strojevima prije svega je u tome što ga ima gotovo u neograničenim količinama i nije otrovan. On ima i svoje nedostatke o kojima ćemo govoriti kasnije. Na slikama je prikazana je shema zračnog rashladnog stroja i termodinamički proces u p, v – dijagramu
To je suprotni (lijevokretni) Jouleov kružni proces.
1. Kompresor K usisava zrak tlaka p0 i temperature t1 te ga komprimira adijabatski (proces 1 – 2) do tlaka p i temperature t2 .
2. Komprimirani zrak se zatim hladi u izmjenjivaču topline R (pri p = konst., proces 2 – 3) gdje mu se oduzima i predaje okolini (npr. vodi za hlađenje) toplina q.
3.
Odatle se zrak vodi u ekspanzijski stroj E gdje se adijabatski širi (ekspandira)(proces 3 – 4) do početnog tlaka p0 i temperature t4 .
4. Na kraju se zrak stanja p0, t4 vodi u izmjenjivač topline R0 gdje se pri p= const. prima iz hladnjače toplinu q0 (hladeći tijela u hladnjači) i zagrijava se do početne temperature t1 ( proces 4 – 1 ). Na taj se način zrak vraća u početno stanje, tj kružni
VI
proces završava, a i ponavalja se ako je to potrebno. Na slici(gore) vidimo da se iz hladnjače odvodi toplina:
q0 = cp (T1 - T4 ) i da se u okolis dovodi toplina:
q = cp (T2 - T3 ) Stupanj rashladnog učinka kružnog procesa zračnog rashladnog stroja iznosi:
εh =
q0 q0 = w q − q0
T,s dijagram Izmijenjene količine topline prikazane su u T, s – dijagramu.
1. T0 je temperatura rashladne vode (okoline). 2. Th temperatura hladionice. Tlakove p0 i p možemo odabrati po volji, ali moraju biti barem tako razmaknuti da se adijabatskom kompresijom može svladati temperaturna razlika (T0 –Th ).Sve temperature od 2
VII
do 3 moraju biti više od T0 , dok one između 4 i 1 moraju biti niže od Th da bi te topline mogle prelaziti u željenom smjeru. Zato mora biti :
p p0
k −1 k
>
T0 Th
p Kako odvodimo toplinu q0 = cp (T1 - T4 ) pri temperaturi T4 = T0 p 0
k −1 k
, tada će rashladni
učinak ovisiti o izboru tlakova. Uočljivo je da je zračni rashladni proces termodinamički manjkav. Ovdje se naime ogriješilo o osnovno rashladno načelo po kojem bi temperature T0 i Th procesom trebalo što manje premašiti. Oba šiljka iznad T0 i ispod Th znače razbacivanje rada. Zato je i stupanj rashladnog učinka razmjerno loš. Pri razradi stupnja rashladnog učinka, on iznosi za cijeli proces :
εh =
1 p p0
k −1 k
−1
Iz čega vidimo da što je razlika između p0 i p veća, to je εh manji. Najčesče nastojimo proizvesti p0 ≈1bar , pa treba nastojati da p bude što niži, ali se ipak ne može ići ispod određene granične vrijednosti, kako je ranije prikazano. To uzrokuje previše velike dimenzije cilindra kompresora i jedan je od temeljnih nedostataka zračnog rashladnog stroja. Toplinski kapacitet zraka je malen pa je za određeni rashladni učinak potrebna velika količina zraka. Zato su strojevi glomazni i skupi.
VIII
Na slici(gore)je prikazan utjecaj tlačnog omjera na koeficijent hlađenja zračnog rashladnog stroja
Usporedba termodinamičkog procesa zračnog rashladnog stroja s Carnotovim procesom
IX
KOMPRESIJSKI PARNI RASHLADNI STROJ U ovom slučaju se kao radno tijelo rabe lako isparljive tekućine, npr. NH3, CO2, CH3Cl, SO2 i freon (CCl2F2). Njihova prednost, u odnosu na zrak i druge “idealne plinove” je u tome što se kod njih za dovođenje, odnosno odvođenje topline koriste procesi isparavanja i kondenzacije, tj. izobarno-izotermni procesi (p, T = konst.). To znači da ciklus (kružni proces) kompresorskog parnog stroja pada u područje vlažne pare čime se stvaraju uvjeti da se on potpuno ili djelomično podudara sa suprotnim (lijevokretnim) Carnotovim ciklusom.
Lijevokretni Carnotov kružni proces u području mokre pare
Glavna je prednost primjene parnih rashladnih strojeva u tome što se zadovoljava osnovno rashladno načelo da se ne prekorače zadane temperature. Za suprotni Carnotov kruž ni proces u području vlažne pare bit će rad utrošen za adijabatsku kompresiju u kompresoru (proces 1 – 2)
w1, 2 = h2 − h1 Dok je rad koji se dobiva u ekspanzijskom stroju (proces 3 – 4)
w3,4 = h3 − h4 X
Ukupan rad za izvođenje kružnog procesa (kompenzacijski rad) bit će w
w = w1, 2 − w3, 4 = (h2 − h1 ) − (h3 − h4 ) Toplina koja se pomoću isparivača odvodi do hladionice (toplina hlađenja) iznosi
q0 = h2 − h4 a toplina koja se dovodi okolini pomoću kondenzatora je
q = h2 − h3 Koeficijent hlađenja u ovom slučaju biti će
ε hc =
Th T0 − Th
Shema kompresorskog parnog rashladnog stroja u načelu je ista kao i zračnog, tj. parni rashladni stroj sadrži iste elemente kao i zračni samo što je kod parnog rashladnog stroja izmjenjivač topline R kondenzator, a izmjenjivač topline R 0 isparivač. Iz isparivača kompresorom se trajno siše para pa tekućina isparava. Potrebna toplina isparavanja q0 oduzima se hladionici kao željeni rashladni efekt.U ekspanzijskom cilindru dio se kompresijskog rada dobiva natrag (slika dolje) i to wE , predočen površinom b – a – 4 – 3. No, ovdje je wE vrlo maleno u usporedbi s wK koje je prikazano površinom 1 – 2 – b – a. Zato se potreban rad w = wK − wE ne pojavljuje kao mala razlika dvaju puno većih radnih iznosa, kako je to bilo kod zračnog rashladnog stroja, a to je također prednost parnog rashladnog stroja. Rashladni efekt Carnotova procesa ne pogoršava se ako točke 2 i 3 ne leže točno na graničnim krivuljama, već se pomaknu u unutarnjost zasićenog područja jer je po jednadžbi:
ε hc =
Th q0 q0 = = w q − q 0 To − Th
Stupanj rashladnog efekta ovisan samo o temperaturama T0 i Th , a ne o razmaku adijabata. Naravno da ćemo težiti prema što potpunijem iskorištavanju zasićenog područja jer se time povećava rashladni efekt po kilogramu optočnog medija.
XI
Tlak u isparivaču je obično veći od 1 bar, tako da je specifični volumen isparivača istog reda veličine kao i kod zraka zračnog rashladnog stroja. Zbog velike topline isparavanja bit će rashladni efekt jednog kilograma medija velik. Posljedica toga je da će potrebni volumen cilindra parnog rashladnog stroja biti puno manji od volumena zračnog stroja istog rashladnog efekta, a to je također velika prednost parnih rashladnih strojeva.
p, v – dijagram parnog rashladnog uređaja s kompresorom i ekspanzijskim strojem
Ekspanzijski rad u ekspanzijskom cilindru parnog rashladnog stroja tako je malen da će ga progutati trenje u polužju. Zbog toga se odustaje od uporabe ekspanzijskog cilindra i nadomješta se puno jednostavnijim prigušnim ventilom, tzv. redukcijskim ventilom. Umjesto ekspanzijskog cilindra u ovom slučaju u shemu kompresorskog parnog rashladnog stroja uvodi se prigušni ventil kao jednostavniji uređaj, tako da se iz čisto praktičnih razloga povratni proces adijabatske ekspanzije zamjenjuje nepovratnim procesom prigušivanja 3 – 5
Shema parnog stroja s redukcijskim ventilom (a) i prikaz u T, s – dijagramu(b)
Prigušivanje je označeno uvjetom h = konst. U T, s – dijagramu stanje 5 iza prigušnog ventila leži na crti h = konst. koja prolazi stanjem 3. Kako točka 5 leži desno od 4, dobivamo manji rashladni efekt:
XII
q 0 = h1 − h5 Prema prijašnjem pogonu rashladni efekt smanjio se za površinu 4 – 5 – b – a. Budući da se u kondenzatoru odvodi ista količina topline:
q = h2 − h3 Kao i prije, sada se troši nešto više rada i to za istu površinu 4 – 5 – b – a. Potreban rad predočen je površinom 1 – 2 – 3 – a – b – 5 – 1. Ovdje je:
h3 = h5 (entalpija tijekom prigušivanja ostaje konstantna) pa je i
w3,5 = h3 − h5 = 0 tj. utrošeni kompenzacijski rad u ovom slučaju je veći nego u slučaju postojanja ekspanzijskog stroja i iznosi
w = w1, 2 = h2 − h1 kJkg −1
Višak potrošenog rada je posljedica nepovrativosti procesa prigušivanja. Ovaj gubitak je to veći što je veća temperaturna razlika (T0 –Th ).
SUHO USISAVANJE Rashladni efekt uređaja može se znatno povećati ako se usisava suho zasićena para te na taj način prebaci kompresija u pregrijano područje. q wk
Shema parnog rashladnog stroja s usisavanjem suho zasićene pare i prikaz u T-s dijagramu
Iznad isparivača(slika gore lijevo) smješten je izlučivač vlage. Uloga mu je da izluči kapljice koje para donosi sa sobom iz isparivača. Izlučivanje kapljica postiže se tako da prikladnom izvedbom
XIII
izlučivača para naglo promijeni smjer strujanja. Kapljice će zbog veće tromosti nastojati zadržati svoj prvobitan smjer, naletjet će na suprotnu stijenku i otjecat će po njoj u cijev spojenu s isparivačem. Tako osušena para stanja 1a skreće u usisnu cijev kompresora. U T, s – dijagramu, (slika gora desno), osušena para predočena je točkom 1a. Kompresija na kondenzatorski tlak p do stanja 2a odvija se u pregrijanom području. Tako možemo znatno povećati rashladni efekt. Kod kompresije u pregrijanom području prekoračuje se temperatura rashladne vode T0 čime se krši osnovno načelo hlađenja. No, u ovom slučaju, posebno za tvari kod kojih je TK ≈ T0 , prednost povećanja efekta je veća od pogoršanja zbog prekoračenja zadane temperaturne granice.
PRIMJER PRORAČUNA HLADNJAČE ZA GROŽĐE 1.
PROJEKTNI ZADATAK
Potrebno je izraditi strojarski projekt rashladnog postrojenja na objektu Rashladna komora (tp = +6/+12 °C ). Ulazni podaci : 1.
Dimenzije b x l x h = 9 x 5 x 3,4 (h) m
2.
Dimenzije vrata b x h = 2,0 x 2,5 m
3.
Smještaj hladnjače pod postojeći krov građevine.
4.
Unos robe viličarom ukupne težine cca 3,0 t.
5.
Režim rada od
6.
Punjenje grožđem u plastičnim gajbama dimenzija bxlxh = 40x60x30 cm prosječne težine
+ 6 °C ÷ +12 °C
cca 25 kg. Predvidjeti da u vrhuncu berbe, komora u jednom danu primi oko 20.000 kg grožđa temperature do 24 °C, koje treba u što kraćem vremenu ohladiti na 10 °C. Zidovi i strop komore izvesti poliuretanskim panelima odgovarajuće debljine u oblozi od pocinčanog lima.Instalacije hlađenja postaviti na najoptimalnija mjesta uzimajući u obzir raspoloživi prostor i položaj. Postrojenje mora raditi potpuno automatski sa mogućnošću ručnog rada. Otapanje hladnjaka vrši se električnim grijačima. Temperatura u okoline:
32 °C
Relativna vlažnost okoline:
55 %
2.
TEHNIČKI OPIS
XIV
OPĆENITO - POLOŽAJ KOMORE Dimenzije komore su 9 x 5 x 3,4 (h) m, a temperatura prostora iznosi tp = +6 / +12 °C. Volumen komore je 153 m3 . Prilaz komori je direktno izvana preko ručnih kliznih hladioničkih vrata dimenzija 2,0 x 2,5 (h) m.Komora je formirana ( zidovi i strop ) od poliuretanskih panela obloženim sa obje strane pocinčanim limom, plastificiranim RAL 9002, debljine 14 cm . RASHLADNO POSTROJENJE Za održavanje zadanih temperatura u komori predviđeno je rashladno postrojenje sa direktnim hlađenjem prostora koje se sastoji od multikompresorskog seta, isparivača - hladnjaka zraka sa prisilnom cirkulacijom zraka, te zračnog lamelnog kondenzatora koji je opremljen ventilatorima. Multikompresorski set rashladnog učina Qo = 38 kW, kod to/tc = ± 0 /+45°C koji se sastoji iz dva poluhermetska kompresora koji su smješteni na zajedničkom čeličnom postolju usisnim kolektorom, usisnim filterima, sa rezervoarom, sa elektroorrmarom, kontrolerom Carel i kontrolom kondenzatora i opremljen je sa armaturom i kompletnom zaštitnom regulacionom automatikom. Multikompresorski set smješten je 8 m iza komore na temeljnom postolju na otbvorenom i natkrivenom prostoru te je spojen na zračni kondenzator sa učinom od Qk = 60 kW, kod Δt = 15 °C, koji se nalazi pokraj multikompresorskog seta. Multikompresorski set je spojen sa dva hladnjaka zraka.. Hladnjaci zraka - isparivači su izrađeni su od Cu cijevi-Al lamela, te su opremljeni sa oplatom od auminijskog lima, tavom za sakupljanje defrostata, te aksijalnim ventilatorima za prisilnu cirkulaciju zraka. Otapanje isparivača je automatski elektrogrijačima ugrađenim na hladnjaku zraka u bloku i kadi. Hladnjaci zraka su pričvršćeni navojnim šipkama i vlastitom nosećom konstrukcijom na krovnu konstrukciju iznad stropa komore. Radom hladnjaka zraka upravlja elektronski termostat preko osjetnika koji je smješten na zidu komore.
RAD UREĐAJA
XV
Krug freona Kompresori u multikompresorskom setu usisavaju ispareni freon u hladnjacima zraka, te ga komprimiraju uz povećanje tlaka i temperature u zračni kondenzator. U zračnom kondenzatoru freon se kod visokih pritisaka i temp. od cca 45 °C kondenzira u tekućinu. Takav tekući freon preko sakupljača tekućine i filtera odlazi bakrenim cjevovodom do hladnjaka zraka (isparivača) ispred kojih su ugrađeni termoexpanzioni ventili. U ventilima se vođenim vlastitim osjetnikom priljubljenim uz usisni vod freona iza hladnjaka zraka, tekući freon prigušuje na niži tlak i snizuje na nižu zadanu temperaturu isparenja i takav ulazi u hladnjake zraka. U hladnjacima zraka (isparivačima) kod zadanog tlaka i temperature freon isparava dobivajući toplinu od zraka koji protiče kroz isparivače, te dalje odlazi usisnim Cu cjevovodima prema kompresorima koji ga odsisavaju i tlače isti u zračni kondenzator. S tim je krug freona završen.
3.
TEHNIČKI PRORAČUN Rashladni sustav za komoru 9 x 5 x 3,4 (h) m, (tp = +6/+12 °C).
Termodinamički proračun je izrađen na osnovu podataka iz projektnog zadatka, građevinskog projekta (veličine prostora, vrste i debljine građevinskih materijala, te vrsta i debljina termičke izolacije) i tehnološkog zahtjeva (uvjeti u komori, količina i vrsta robe, broj zaposlenih, osvjetljenje i dr.). Osnovni podaci o komori : Površina komore :
45 m2
Volumen komora :
153 m3
Temperatura u prostoru :
+6 / + 12 °C
RASHLADNO OPTEREĆENJE SASTOJI SE OD :
XVI
FORMULE ZA IZRAČUN DOTOKA TOPLINE Transmisijski tereti F - oplošje prostora
(m2)
K - koeficijent prolaza topline t - temperaturna razlika
(W/ m2 °C)
(°C)
24 – vrijeme (h) 3,6 – odnos
(W - kJ)
gdje je :
α = ( W/m2 °C ) koeficijent prijelaza topline sa vanjske strane na stijenku prostora α2 = ( W/m2 °C ) koeficijent prijelaza topline sa stijenke prostora na zrak u prostoriji δ= (m)
debljina pojedinog sloja materijala u zidu
λ = ( W/m °C) koeficijent prolaza topline kroz zidove C=
faktor montaže izolacije
Tereti dobiveni robom
G - dnevni unos robe
(kg/dan)
cp - specifična toplina robe
(kJ/kg)
∆t - temperaturna razlika
(°C)
Tereti instaliranih strojeva
XVII
T-
vrijeme rada na dan
(h)
η1 - 0,8 stupanj pretvorbe u toplinsku energiju η2 - 0,8 stupanj istovremenosti djelovanja Tereti osvjetljenja
N = jačina osvjetljenja
(W)
T = 8 h - vrijeme upotrebe osvjetljenja Tereti boravka i rada ljudi
q = 1250
kJ/h
n = broj radnika T = 8 (h) Tereti ventilatorskih agregata
N = (kW)
snaga ventilatora
h = 0,8
stupanj pretvorbe
T = 16 (h)
predviđeno vrijeme rada
Tereti ohlađivanja zraka za izmjenu
V = (m3)
volumen prostora
n = broj
izmjena na sat
γ = (kg/m3)
prosječna specifična težina zraka
∆i = (kJ/kg)
entalpijska razlika između ulaznog i zraka u prostoriji
T = 8 (h)
vrijeme jedne smjene kada se vrši izmjena
Tereti infiltracije zraka prilikom manipulacije
XVIII
A=nxHxS
( m2 ) – slobodni presjek vrata
H = (m)
visina vrata
∆i = (kJ/kg)
entalpijska razlika zraka
∆v/∆u -
omjer specifičnih težina vanjskog i unutarnjeg zraka
T = 7.200 (sek/dan)
vrijeme otvorenosti vrata (2,0 h /dan)
Toplinsko opterećenje za Tp = + 6 ÷ + 12 °C( tehnološko hlađenje grožđa prema projektnom zadatku )
Q o = 36 kW
REKAPITULACIJA EL. POTROŠAČA RASHLADNI SUSTAV - rashladni agregat 2 x 7,5= 15,0 kW - zračni kondenzator (ventilatori): 2 x 0,4= 0,8 kW - isparivači (ventilatori) : 2 x 0,48= 0,96 kW - ostala oprema : 1,24 , kW Ukupno :
18 kW
ELEKTRICNI GRIJACI ZA OTAPANJE NA ISPARIVAČIMA 2 x 9,8= 19,6 kW Kada su uključeni el. grijači za vrijeme otapanja ne radi hlađenje odnosno multikompresorski set, zračni kondenzator i ventilatori na hladnjacima zraka su izvan pogona. Literatura : 1. „Tehnička termodinamika“Petric,Vojinović,Martinac.
2. Terma H.K.G. d.o.o. mailto:
[email protected] XIX
