MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJIProraun debljine izolacije za komore 1 i 2
list br.: 1
1.1 Koeficijent provodljivosti i relativni faktor otpora difuziji vodene pare Koeficijenti toplotne provodljivosti i relativni faktori otpora difuziji vodene pare za razne materijale koji se koriste pri izradi hladnjaa usvojeni su iz knjige Rashladni ureaji (str. 39, tab. 2.2. i str. 45 tab.2.6.) I prikazani su u sljedeoj tabeli. kreni cementni malter malter 0,87 4,7 1,28 7,1 puna opeka 0,87 6,1 armiran i beton 1,4 21,2 puni beton 1,2 14,12 hidro izolacija 0,87 parna brana 0,87 35000 termo izolacija 0,035 50
Materijal
asfalt 0,76 85
Wm2k Rf Wm2k
1.2 .Temperatura ts = tsp = 34 C ts = tsp + 6 = 40 0C ts = 0,9 tsp = 30,6 0C ts tu = 0,7 (tsp tu) = 48,3 0C ts = tsp +15 = 49 0C ts = 15 0C0
Komora 1 sjever zapad jug istok tavanica pod
ts = tsp = 34 C ts = tsp + 6 = 41 0C ts = 0,9 tsp = 30,6 0C ts tu = 0,7 (tsp tu) = 23,8 0C ts = tsp +15 = 49 0C ts = 15 0C
0
Komora 2 sjever,istok jug zapad zapad tavanica pod
1.3. Toplotni otpori kroz povrine Koeficijenti prelaza toplote sa spoljne I unutranje strane zida s=u=Wm2k usvojeni ui z literature (str. 41, tab. 2.3.), a struktura unutranjih I spoljnih zidova, poda I tavanice prikazana je na slikama.
1. kreni malter =2 [cm] 2. opeka =38 [cm] 3. cementni malter =2 [cm] 4. parna brana =0,5 [cm] 5. izolacija =2 [cm] 6. cementni malter =2 [cm]
Slika 1.Spoljanji zid
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 2
1. cementni malter =2 [cm] 2. izolacija 3. parna brana =0,5 [cm] 4. cementni malter =2 [cm] 5. opeka =25 [cm] 6. cementni malter =2 [cm] 7. parna brana =0,5 [cm] 8. izolacija 9. cementni malter =2 [cm]
Slika 2. Unutranji zid
1. hidroizolacija =1 [cm] 2. betonski ko =5 [cm] 3. armirani beton =15 [cm] 4. parna brana =0,5 [cm] 5. izolacija 6. cementni malter =2 [cm]
Slika 3. Tavanica ispod ravnog krova
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 3
1. asfalt =3 [cm] 2. armirani beton =6 [cm] 3. hidroizolacija =0,5 [cm] 4. termoizolacija] 5. parna brana =0,5 [cm] 6. beton =20 [cm]
Slika 4. Pod na tlu Rz=1s+iii+1u RZS=120+0,020,87+0,380,87+0,021,28+0,021,28+120=0,5910 RZU=120+0,021,28+0,381,28+0,020,87+0,021,28+0,021,28+120=0,4499 RT=120+0,010,87+0,051,2+0,151,4+0,021,28+120=0,2759 RP=120+0,030,76+0,061,4+0,050,87+0,021,2+120=0,3574 RV=120+120=0,1 1.4. Debljina izolacije Iz literature za temperature u komorama koje iznose tu = -35 i 0 0C usvaja se vrijednost za optimalni specifini toplotni fluks u vrijednosti od qopt=11wm2. Na osnovu relacije: qopt=ts-tu1s+iii+iIZiIZi+1u=tRZ+iIZiIZi izraunavamo debljinu izolacije IZ=tqopt-RZIZ m
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 4
Vrijednosti debljine izolacije za unutranje i spoljne zidove, pod, tavanicu i vrata dati su u sljedeoj tabeli. Konstrukcija orjentacija t K Zs Zs Zu Zu Tavanica Pod Vrata Zs Zs Zs Zuk1 Zuv Tavanica Pod Vrata KOMORA 1 N W S E 69 75 64,6 83,3 84 15 64,6 34 34 40 30,6 23,8 49 15 30,6 RZ [m K/W]2
r [m] 0,1989 0,2180 0,1898 0,2493 0,2576 0,0353 0,2020 0,0875 0,0875 0,1066 0,0820 0,0600 0,1462 0,0353 0,0939
[m] 0,20 0,22 0,19 0,25 0,26 0,04 0,21 0,09 0,09 0,11 0,09 0,07 0,15 0,04 0,1
A [m2] 20 28 15,6 28 35 35 4,4 24 36 24 19 17 54 54 4,4
R [m2K/W] 5,68 6,22 5,4 7,12 7,36 1,00 5,77 2,5 2,5 3,04 2,33 1,71 4,17 1,00 2,68
K [W/m2K] 0,176 0,160 0,180 0,140 0,135 0,991 0,173 0,400 0,400 0,328 0,429 0,583 0,239 0,991 0,372
0,5910 0,5910 0,4499 0,4499 0,2759 0,3547 0,1000 0,5910 0,5910 0,5910 0,4499 0,4499 0,2759 0,3547 0,1000
KOMORA 2 N E S W W
2. Provjera odsustva kondenzacije u spoljanjim zidovima komora 1 i 2 Za usvojenu strukturu spoljanjih zidova i dobijene vrijednosti debljine izolacije, provjera odsustva kondenzacije u spoljanjim zidovima i izolaciji uraena je pomou programa uraenog u Matlab-u, koji crta polje temperature, parcijalnih pritisaka vodene pare i parcijalnih pritisaka zasienja u vieslojnom, homogenom, beskonano ravnom zidu.
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA Komora 1 - zid spoljanji (sjever)
RASHLADNI UREAJI
list br.: 5
unesi broj slojeva zida 5 unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.10 0.02] unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.035 1.28] unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 60 7.1] unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34 unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5 unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20 unesi unutrasnju temperaturu u [C] -35 unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.95 unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20
Stvarni parcijalni pritisak vodene pare u jednom dijelu spoljanjeg sjevernog zida komore 1 je vei od parcijalnog pritiska zasienja vodene pare to nam govori da dolazi do kondenzacije i da je potrebno da postavimo parnu branu. student: br.indexa: datum: ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 6
Komora 1 - zid spoljanji sa parnom branom (sjever) unesi broj slojeva zida 6 unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.005 0.10 0.02] unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.87 0.035 1.28] unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 8000 60 7.1] unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34 unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5 unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20 unesi unutrasnju temperaturu u [C] -35 unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.95 unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20
Sa postavljenom parnom branom na komori 1 stvarni parcijalni pritisak vodene pare u spoljanjem sjevernom zidu je manji od parcijalnog pritiska zasienja vodene pare, to znai da ne dolazi do pojave kondenzacije.
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA Komora 1 - zid spoljanji (zapad)
RASHLADNI UREAJI
list br.: 7
unesi broj slojeva zida 5 unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.11 0.02] unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.035 1.28] unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 60 7.1] unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34 unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5 unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20 unesi unutrasnju temperaturu u [C] -35 unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.95 unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20
Stvarni parcijalni pritisak vodene pare u jednom dijelu spoljanjeg zapadnog zida komore 1 je vei od parcijalnog pritiska zasienja vodene pare to nam govori da dolazi do kondenzacije i da je potrebno da postavimo parnu branu.
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 8
Komora 1 - zid spoljanji sa parnom branom (zapad) unesi broj slojeva zida 6 unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.005 0.11 0.02] unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.87 0.0035 1.28] unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 8000 60 7.1] unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34 unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5 unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20 unesi unutrasnju temperaturu u [C] -35 unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.95 unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20
Sa postavljenom parnom branom na komori 1 stvarni parcijalni pritisak vodene pare u spoljanjem zapadnom zidu je manji od parcijalnog pritiska zasienja vodene pare, to znai da ne dolazi do pojave kondenzacije student: br.indexa: datum: ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA Komora 2 - zid spoljanji (jug)
RASHLADNI UREAJI
list br.: 9
unesi broj slojeva zida 5 unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.23 0.02] unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.035 1.28] unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 60 7.1] unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34 unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5 unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20 unesi unutrasnju temperaturu u [C] 0 unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.85 unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20
Stvarni parcijalni pritisak vodene pare na junom spoljajnjem zidu komore 2 je manji od parcijalnog pritiska zasienja vodene pare, to znai da ne dolazi do kondenzacije I da nije potrebno postavljanje parne brane.
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 10
Komora 2 - zid spoljanji (sjever i istok) unesi broj slojeva zida 5 unesi vektor debljina pojedinih slojeva zida u [m] [0.02 0.38 0.02 0.21 0.02] unesi vektor koeficijenata toplotne provodljivosti pojedinih slojeva zida u [W/mK] [0.87 0.87 1.28 0.035 1.28] unesi vektor relativnog faktora otpora difuziji vodene pare pojedinih slojeva zida [4.7 6.1 7.1 60 7.1] unesi spoljasnju temperaturu u [C] 34 unesi relativnu vlaznost spoljasnjeg vazduha 0.5 unesi koeficijent prelaza toplote sa spoljasne strane zida u [W/m^2K] 20 unesi unutrasnju temperaturu u [C] 0 unesi relativnu vlaznost unutrasnjeg vazduha 0.85 unesi koeficijent prelaza toplote sa unutrasnje strane zida u [W/m^2K] 20
Stvarni parcijalni pritisak vodene pare na sjevernom I istonom spoljajnjem zidu komore 2 je manji od parcijalnog pritiska zasienja vodene pare, to znai da ne dolazi do kondenzacije I da nije potrebno postavljanje parne brane.
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 11
3. Toplotno optereenje (proraun potrebe hlaenja) Na osnovu prorauna potrebe hlaenja odreujemo rashladni kapacitet rashladnog ureaja ili rashladnih instalacija I proraunavamo njihove komponente. Proraunom su obuhvaene sve koliine toplote koje iz bilo kog razloga optereuju rashladnu instalaciju ili predstavljaju toplotno optereenje rashladnog ureaja ili instalacija. 3.1. Toplotno optereenje usled prolaza toplote Q1=i=1nkiAits-tui0,024 kWhdan Gdje je: n - broj zidova; ki [W/m2K] koeficijent prolaza toplote za odgovarajue zidove; Ai povrine odgovarajuih zidova koje se odreuju na osnovu unutranjih mjera neizolovane komore; Vrijednosti k, A, t I Q za zidove komore dati su u sljedeoj tabeli. povrina KOMORA 1 Zs Zs Zu Zu Tavanica Pod Vrata KOMORA 2 Zs Zs Zs Zuk 1 Zuv Tavanica Pod Vrata orjentacija N W S E t[] 69 75 64,4 83,3 84 15 64,6 34 34 40 30,6 23,8 49 15 30,6 K[W/m2K] 0,176 0,160 0,184 0,140 0,135 0,991 0,173 0,400 0,400 0,328 0,428 0,583 0,239 0,991 0,372 A[m2] 20 28 15,6 28 35 35 4,4 24 36 24 19 17 54 54 4,4 Qj[W/m2K] 5,8292 8,0940 4,4600 7,8590 9,5863 12,4884 1,1820 49,4982 7,8340 11,7508 7,5660 5,9837 5,6662 15,1972 19,2680 1,2050 74,4703
N E S W W
Q1K1 = 49,4982 kWh/dan = 2,0624 [kWh] Q1K2 = 74,4703 kWh/dan = 3,1030 [kWh]
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 12
3.2. Toplotno optereenje usled rashlaivanja i smrzavanja namirnica Toplota hlaenja pri rashlaivanju proizvoda (komora 1): Q2K1=13600Mpdcplt1-t*+r+cp2t*-t2+13600MAcAt1-t2kWhdan gdje je: Mpd [kg/dan] koliina unesenih proizvoda iste vrste i istog poetnog stanja Mpd = Mn; M=mAKAk=mAKAAg kg cp1 [kJ/kg] specifina toplota prije smrzavanja cp2 [kJ/kg] specifina toplota poslije smrzavanja MA [kg/dan] masa ambalae koja odgovara koliini unesenih proizvoda Mpd ca [kJ/kg] specifina toplota date vrste ambalae t* [0C] temperature poetka smrzavanja sokova u datoj vrsti proizvoda t1 [0C] temperature date vrste proizvoda prilikom unosa u komoru, t1 = 20 [0C] t2 [0C] temperature date vrste proizvoda prilikom iznoenja iz komore r toplota smrzavanja M [kg] ili [t] skladini kapacitet komore, tj. Maximalna koliina hrane koja moe odjednom da stane u komoru; mAK [kg/m2] ili [t/m2] ovrinska gustina skladitenja AK [m2] korisna povrina poda hladnjae A koeficijent iskorienja poda AG [m2] graevinska povrina poda, AG = 54 [m2] n=24M+0 1dan n [1/dan] broj punjenja i pranjenja hladnjae M [h] vrijeme manipulacije 0 [h] vrijeme potrebno za termiku obradu mAK = 240 [kg/m2] (t.3.2.str.65); A = 0,75 (t3.2.str.61); M= 2,5 [h] (t.3.4.str.66); 0=4,5 [h] (t.3.3.str.66); cp1 = 2,3 [kJ/kg]; cp2 = 1,3 [kJ/kg] (t.1.1.str22); ca = 1[kJ/kg]; t2= -10 [0C] (t1.1.str22); t* = -0,5[0C]; r =71 [kJ/kg]; MA= 0.1 Mpd [kg/dan]. M = mAK A AG =240 0,75 54 = 9720 [kg] n=242,5+4,5=3,4290 [1dan] Mpd = M n = 9720 3,4290 = 33329,88 [kg/dan] =33,3298 [t/dan] Q2K1=1360033329,88[2,3020--0,5+71+1,3-0,5--10+136000,133329,881(20--10=1235,983 Q2K1=1235,983 [kWhdan]
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 13
Toplota hlaenja pri rashlaivanju proizvoda (komora 2): Q2K2=13600Mpdcp+MAcAt1-t2 kWhdan gdje je: Mpd [kg/dan] koliina unesenih proizvoda iste vrste i istog poetnog stanja Cp [kJ/kg] specifina toplota date vrste nesmrznutih namirnica MA [kg/dan] masa ambalae koja odgovara koliini unesenih proizvoda Mpd Ca [kJ/kg] specifina toplota date vrste ambalae t1 [0C] temperature date vrste proizvoda prilikom unosa u komoru, t1 = 25 [0C] t2 [0C] temperature date vrste proizvoda prilikom iznoenja iz komore Mpd = Mn; M=mAKAk=mAKAAg kg M [kg] ili [t] skladini kapacitet komore, tj. Maximalna koliina hrane koja moe odjednom da stane u komoru; mAK [kg/m2] ili [t/m2] ovrinska gustina skladitenja AK [m2] korisna povrina poda hladnjae A koeficijent iskorienja poda AG [m2] graevinska povrina poda, AG = 35 [m2] n=24M+0 1dan n [1/dan] broj punjenja i pranjenja hladnjae M [h] vrijeme manipulacije 0 [h] vrijeme potrebno za termiku obradu. Iz literature uzimamo vrijednosti: mAK = 250 [kg/m2] (t.3.2.str.65); A = 0,68 (t3.2.str.61); M= 1,5 [h] (t.3.4.str.66); 0=5 [h] (t.3.3.str.66); Cp = 3,35 [kJ/kg] (t.1.1.str22); Ca = 1[kJ/kg]; t2= 14 [0C] (t1.1.str22); MA= 0.1 Mpd [kg/dan]. M = 250 0,68 35 = 5950 [kg] n=241,5+5=3,6923 [1/dan] Mpd = M n = 5950 3,6923 = 21969,231 [kg/dan] =21,9692 [t/dan] Q2K2=13600(21969,2313,35+0.121969,2311)(25-14) Q2K2=126,3231 [kWhdan]
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 14
3.3 Toplotno optereenje uslijed infiltracije i ventilacije Toplotno optereenje usled infiltracije, gdje se usvaja da je broj izmjena vazduha jednak broju ari na dan Q31=mvazis-iu13600=13600Vvazuis-iu=13600niVGuis-iukWhdan ni broj izmjena vazduha uslijed infiltracije VG [m3] graevinska zapremina izolovane komore u [kg/m3] gustina vazduha u komori u kojoj je temperature tu is [kJ/kg] specifina entalpija spoljnjeg vazduha iu [kJ/kg] specifina entalpija vazduha u komori Komora 1 u=pRT=105287(273-(-35))=1,13kgm3 is(t=34C, =50%)= 78kJkg iut=-35C, =95%= -35kJkg ni=4;VG=140[m3] Q3K1=1360041401,1378--35 Q3K1=19,8630kWhdan Komora 2 u=pRT=105287(273-0)=1,23kgm3 is(t=34C, =50%)= 78kJkg iut=0C, =85%= 7kJkg ni=4;VG=216[m3] Q3K1=1360042161,2378-7 Q3K2=20,9592kWhdan Toplotni optereejne uslijed ventilacije koja je potrebna radi odravanja koncentracije CO2 ispod dozvoljene granice Potreba za ubacivanjem svjeeg vazduhapostoji uglavnom kod komora u kojima vlada temperature 0 0C ili visa u ovom sluaju komora 2. Kod komora sa temperaturama ispod -10 kao to je komora 1 bioloka aktivnost proizvoda skoro da prestaje a zbog niske temperature ljudski rad svodi se na minimum i traje relativno kratko tako da u koori 1 nema potrebe za ventilacijom. Q3=13600nvVGuis-iukWhdan
student:
br.indexa:
datum:
ovjerio:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 15
nv broj izmjena vazduha uslijed ventilacije rCO2 0,5% = 0,05 rCO2=nCO2nvaz+nCO2=mCO2MCO2mvazMvaz+mCO2MCO2 mvaz=1rCO2mCO2MCO2-mCO2MCO2Mvaz=1-rCO2rCO2mCO2MvazMCO2 mvazmCO2rCO2MvazMCO2 mvaz=nvVGu nv=mCO2rCO2MvazMCO2VGu Bioloki process oksidacije uskladitenih proizvoda moe se aproksimirati procesom oksidacije glukoze sa kiseonikom iz vazduha: 1 kmol C6H12O6 + 6 kmol O2 = 6 kmol CO2 + 6 kmol H2O + 2,818 * 106 kJ Ako uzmemo u obzir molekulske mase glukoze (180), kiseonika (32), ugljen dioksida (44), vode (18) dobijamo toplotu disanja (truljenja (namirnica) qd'=2,81810626410700kJkgCO2 U sluaju rashlaivanja proizvoda od poetne temperature t1 do temperature t2 [0C] temperature tm moemo priblino odrediti pomou sljedeeg obrasca: tm=tu+t1+tu-(t2-tu)ln(t1-tu)(t2-tu)=0+25-0-14-0ln25-014-0=11ln1,7857=18,9717 Iz literature (t.3.11.str.77) za tm = 18,9717 [0C]; qd = 870 [kJth] mCO2=qdq'd=87010700=0,0813kgCO2th mCO2d=mCO224h=0,081321,969224=42,8663kgCO2dan
student:
br.indexa:
datum:
MAINSKI FAKULTET PODGORICA
RASHLADNI UREAJI
list br.: 16
nv=mCO2drCO2MvazMCO2VGu=42,86630,0529441401,2763=3,1623
