Anna Bykowska
TRiL gr. I

ENERGETYCZNE ASPEKTY PRZECHOWYWANIA ŻYWNOŚCI W OBNIŻONEJ TEPMERATURZE.

Określenie bilansu energetycznego pomieszczeń chłodzonych.

1. Obliczenia:

1. Ciepło przenikające z otoczenia (Q₁):

Q₁=k ·F_x ·(t_z-t_w)·τ [kJ/d]

k -sumaryczny współczynnik przenikania ciepła danej przegrody, [kJ/(m²·h·K)];

F_x -powierzchnia obliczeniowa, [m²];

t_z, t_w -temperatura zewnętrzna (otoczenia) i wewnętrzna (komory), [°C];

τ - czas, 24 [h/d]

k=0,25 [W/(m²∙K)]=0,9 [kJ/(m²∙h∙K)]
t_z =15°C

t_w =2°C
τ=24 h/d

Wymiary budynku: a) wewnętrzne: A=13,4m

B=8,4m

C=6,6m

b) zewnętrzne: D=0,25m

E=0,12m

A_z=A+2(0,25+0,12)=13,4+2(0,25+0,12)=14,4m

B_z=B+2(0,25+0,12)=8,4+2(0,25+0,12)=9,14m

C_z=C+0,25+0,12=6,6+0,25+0,12=6,97m

F_x=F_w*F_z^1/2,m²
F_w, F _z -powierzchnia wewnętrzna i zewnętrzna, m²

F_w=AB+2BC+2AC=13,4·8,4+2·8,4·6,6+2·13,4·6,6=400m²
F _z= A_zB_z+2B_zC_z+2A_zC_z=14,4·9,14+2·9,14·6,97+2·14,4·6,97=460m²
F_x=429m²

Q₁=0,9·429·(15°C-2°C)·24=120463,2[kJ/d]

2. Ciepło odprowadzone z produktów (Q₂):

Q₂=M·c_w·(t₁-t₂), [kJ/d]

M -masa produktu, [kg/d];

c_w -ciepło właściwe produktu przed zamrożeniem, (z tab.3.5 dla jabłek 3,79 [kJ/(kg·K)]);

t₁ -temperatura początkowa produktu, [°C];

t₂ -temperatura zamarzania produktu, [°C].

-objętość teoretyczna: V_t=A·B·C=13,4·8,4·6,6=743m³

-objętość robocza: V_r=2/3·V_t=0,66·743=495m³

-objętość jednej skrzyniopalety: V_p= 1·1,2·0,65=0,78m³

-liczba skrzyniopalet: n= v_r/v_p= 495/0,78=635

-masa surowca w jednej skrzyniopalecie: m_j=310kg

M=310kg·635=196850kg

(t₁-t₂)=13°C

Q₂=196850·3,79·13=9698799,5[ kJ/d]

3. Ciepło zużyte do odprowadzenia wody z produktu (Q₃):

Q₃=G·r, [kJ/d]

G -ilość odparowanej wody, [kg H₂O/d];
r -ciepło parowania wody w temperaturze produktu, [kJ/kg H₂O].

G=0,01·M=0,01·196850=1968,5[kg H₂O/d]
r=595[kcal/kg]·4,19[kJ/kcal]=2493,05[kJ/kg]

Q₃=1968,5·2493,05=4907568,9[kJ/d]

4. Ciepło odprowadzone z opakowaniami (Q₄):

Q₄=m·c·(t₁-t₂), [kJ/d]

m -masa opakowań lub urządzeń do składowania i transportu, [kg/d];

c -ciepło właściwe materiału zużytego do opakowania lub materiału, z którego wykonano urządzenia do składowania i transportu, [kJ/(kg·K)];

t₁,t₂ -tepmeratura początkowa i końcowa, [°C].

-masa jednej skrzyniopalety: m_sp=55kg

m=55·635=34925kg

c=2,74[kJ/(kg·K)]

Q₄=34925·2,74·13=1244028,5[kJ/d]

5. Ciepło wentylacji (Q₅):

Q₅=n·V·ρ·(i₁-i₂), [kJ/d]

n- krotność wymiany powietrza w ciągu doby,

V -pojemność komory, [m³];

ρ -gęstość powietrza w komorze, [kg/m³];

i₁, i₂-entalpia powietrza świeżego i w komorze, [kJ/kg p.s.].

n=0,5[l/d]

V=743m³

ρ =1,247[kg/m³]

M= n·V·ρ= 0,5·743·1,247=463,3[kg/d]

I₁=[0,24·t₁+X·(595+0,47·t₁)]·4,19=[0,24·15+0,0053·(596+0,47·15)]·4,19=16,99[kJ/kg]

I₂=[0,24·t₂+X·(595+0,47·t₂)]·4,19=[0,24·2+0,0022·(596+0,47·2)]·4,19=5,98[kJ/ kg]

(I₁-I₂)= 16,99- 5,98=11,01[kJ/kg]

Q₅=463,3·11,01=5100,9 [kJ/d]

6. Ciepło pracy silników (Q₆):

Q₆=3600·P·(1/ η ₅ -1)·η₁·η₂·η₃·τ, [kJ/d]

3600-równoważnik pracy, [kJ/kW·h];

P- moc zainstalowanego silnika, [kW];

η₅-sprawność silnika elektrycznego;

η₁-współczynnik wyzyskania mocy zainstalowanego silnika;

η₂-współczynnik obciążenia;

η₃-współczynnik przyswajania energii cieplnej,

τ-czas pracy silnika, [h/d].

P=3·2kW=6kW

η₅=0,8

η₁=0,85

η₂=0,6

η₃=0,9

τ=16h

Q₆=3600·6· (1/0,8-1)·0,85·0,6·0,9·16=39657,6[kJ/d]

7. Ciepło oświetlenia (Q₇):

Q₇=3600·P·τ, [kJ/d]

3600-przeliczenie 1kW·h na kJ (1kW·h=3,6MJ);

P-moc włączonych żarówek, [kW];

τ -czas włączenia żarówek, [h/d].

P= 2*0,2=0,4kW

τ =5h

Q₇=3600·0,4·5=7200[kJ/d]

8. Ciepło pracy ludzi (Q₈):

Q₈=n·q₁·τ , [kJ/d]

n -liczba osób znajdujących się w pomieszczeniu,

q₁-całkowite ciepło wydzielane przez 1 osobę w ciągu 1h, kJ;

τ -czas przebywania w ciągu doby, [h/d].

n=2 os.

q₁=1100[kJ/d]

τ=5h

Q₈=2·1100·5=11000[kJ/d]

9. Ciepło oddychania tkanki roślinnej (Q₉):

Q₉=M·q, [kJ/d]

M -ilość towaru składowanego w pomieszczeniu, [Mg];

q -jednostkowe ciepło oddychania dla okresu dobowego, [kJ/Mg].

M=196,85 [t]

q=850[kJ/t]

Q₉=196,85·1100= 216535[kJ/d]

10. Straty dodatkowe (Q₁₀):

Q₁₀=0,08·
, [kJ/d]

Q₁₀=0,1·(120463,2+9698799,5+4907568,9+1244028,5+5100,9+39657,6 +7200+11000+216535)= 0,1·16250353,6=1625035,36[ kJ/d]

2. Zestawienie pozycji bilansu cieplnego komory chłodniczej:

L.p	Pozycja bilansu	Ilość energii cieplnej [kJ/d]	Udział procentowy [%]
Q1	Ciepło przenikające z otoczenia	120463,2	0,67
Q2	Ciepło odprowadzone z produktów	9698799,5	54,25
Q3	Ciepło zużyte do odprowadzenia wody z produktu	4907568,9	27,45
Q4	Ciepło wprowadzone do chłodni z opakowaniami i urządzeniami do składowania	1244028,5	6,95
Q5	Ciepło wentylacji	5100,9	0,02
Q6	Ciepło pracy silników	39657,6	0,22
Q7	Ciepło oświetlenia	7200	0,04
Q8	Ciepło pracy ludzi	11000	0,06
Q9	Ciepło oddychania tkanki roślinnej	216535	1,21
Q10	Straty dodatkowe	1625035,36	9,09
Ogólna ilość energii cieplnej odprowadzana z pomieszczenia chłodzonego		17875388,96	100,00

3. Dobór sprężarek chłodniczych.

Q₀=
, [W]

Q₀- godzinowe obciążenie cieplne;

Q- dobowe obciążenie cieplne;

τ_sp- czas pracy sprężarek, [h/d].

Q₀=17875388,96:22=812517,68[kJ/h]=225699,35[W]=225,6[kW]

Dobieram 3 sprężarki firmy CoolEnergy:

- 1 sprężarka Cool EVO 602 o wydajności 130 kW, pobór mocy 61kW

-2 sprężarki Cool EVO 161 o wydajności 45 kW, pobór mocy 21kW

Łączna wydajność sprężarek wynosi 220 kW jest ona zbliżona do wyliczonej , a pobór mocy 103 kW.




---