projekt (1) RYBY

Politechnika Łódzka
Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności
Przechowalnictwo i transport żywności
Projekt
Temat: Projekt technologiczny komory chłodniczej K3 będącej elementem chłodni wielokomorowej na potrzeby zakładu żywienia zbiorowego.
Ewelina Szabela
Agnieszka Więczkowska
Kierunek: TŻiŻCz
Rok: III
Semestr: V
Grupa: IV
Założenia projektowe:
Komora chłodnicza do przechowywania ryb. Komora numer 3.
Masa jednej porcji na osobę: 150g
Liczba posiłków (dziennie): 1100
Parametry komory t0 = -10°C; t = -3÷1°C
Obrana przeze mnie temperatura: 1oC
Temperatury przyjęte do obliczeń:
- na zewnątrz: 30,6oC
- w komorze K1: 3oC
- w komorze K4: 2oC
- w przedchłodni: 18oC
- w kuchni: 23oC
- grunt: 12oC
Przegrody budowlane:
Przegroda
Warstwy przegrody
Grubość [ m ]
Ściany
Tynk
Bloczki żerań
Tynk
Papa
Styropian
Papa
Styropian
Tynk
Glazura
0,015
0,42
0,015
0,0025
-
0,0025
-
0,015
0,005
Strop
Terakota
Gładź cementowa
Papa
Papa
Żelbeton żerań
Tynk
Papa
Styropian
Papa
Tynk
0,01
0,03
0,0025
0,0025
0,15
0,015
0,0025
-
0,0025
0,015
Podłoga
Terakota
Gładź cementowa
Papa
Styropian
Papa
Żelbeton żerań
0,01
0,03
0,0025
-
0,0025
0,15
Indeksy:
t0 – temperatura odparowania.
tZ – temperatura wewnętrzna
md – zapotrzebowanie dobowe towaru
z – częstotliwość dostaw
mI – jednostkowe załadowanie komory
 – współczynnik wykorzystania powierzchni komory
F – powierzchnia komory bez izolacji
mos – masa żywności przeznaczona na posiłek
n1 – ilość posiłków
FN – powierzchnia komory bez miejsc do manipulowania towarem – współczynnik wnikania ciepła od strony sąsiedniego pomieszczenia – współczynnik wnikania ciepła od strony komory chłodniczej
Kopt – optymalny współczynnik przenikania ciepła przez przegrodę budowlaną – grubość izolacji – współczynnik przenikania cieplnego izolacji – przewodnictwo cieplne materiałów – różnica temperatur pomiędzy temperaturą w komorze i sąsiednim pomieszczeniu – grubość warstw tworzących ściany – dobowe ciepło przenikania przez przegrody budowlane – dobowe ciepło oddawane przez przechowywane produkty i opakowania – dobowe straty ciepła związane z wentylacja – dobowe ciepło oświetlenia – dobowe ciepło pracy ludzi – dobowe ciepło silników wentylatorów – rzeczywisty współczynnik przenikania ciepła przez zaizolowaną przegrode – powierzchnia przegrody brutto – temperatura na zewnątrz komory – temperatura wewnątrz komory
FZ – powierzchnia przegrody przed zaizolowaniem
FW – powierzchnia przegrody po zaizolowaniu – przewodnictwo cieplne materiałów – grubość warstw tworzących ściany – ciepło właściwe opakowania
– ciepło właściwe produktu
mP – masa produktu
m0 – masa opakowania
t1 – temperatura początkowa produktu – entalpia powietrza w komorze – entalpia powietrza świeżego – wielokrotność wymiany powietrza – objętość powietrza komory – gęstość powietrza
– ciepło właściwe
Fk – powierzchnia komory zaizolowanej – czas
n2 – liczba osób – całkowite ciepło wydzielane przez 1 osobę w ciągu 1 godziny – moc żarówek – moc silników wentylatorów – nieprzewidywalne zyski ciepła – dobowe obciążenie komory – współczynnik przenikania ciepła od czynnika do powietrza w komorze – różnica temperatur pomiędzy temperaturą odparowania czynnika a temperaturą w komorze – powierzchnia parowników
Schemat komory chłodniczej:
M – maszynownia, t = 30°C
K1 – świeże owoce i warzywa oraz napoje chłodzące, t0 = -5°C; t = 2÷4°C
K2 – nabiał, t0 = -5°C; t = 0÷2°C
K3 – ryby, t0 = -10°C; t = -3÷ 1°C
K4 – mięso, wędliny, t0 = -5°C; t = 0÷2°C
K5 – mroźnia, t0= -35°C; t = -18÷ -25°C
Korytarz i przedchłodnia t = 18°C
Szerokość przedchłodni = 2m
Dane
Obliczenia i bilans jednostki
Wynik
1. Powierzchnia komory bez izolacji
1.1. Zapotrzebowanie dobowe towaru
mos= 150g
n = 1100
1.2. Powierzchnia komory bez uwzględnienia wolnego miejsca koniecznego do manipulowania
mi = 200 kg/m2
z = 2
więc  = 0,6  = 0,6
1.3. Powierzchnia komory bez izolacji  = 0,6
Minimalna powierzchnia komory nie powinna być mniejsza od 4m2, dlatego przyjmujemy taką wartość.
długości ścian:
szerokość komory = 2m
długość komory = 2m
wysokość komory = 2,2m
a= 2m
b= 2m
h= 2,2m 2. Obliczenie grubości izolacji zimnochronnej
2.1. Ściana zewnętrzna.
t = 1°C
tśm = 21°C
tmax = 37°C
λiz = 0,033W/m∙K
z = 11 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
Δt = tz – t
tz=0,4 tśm + 0,6 tmax
tz = 0,4 ∙ 21°C + 0,6 ∙ 37°C = 30,6°C
Δt =30,6°C - 1°C = 29,6°C
Kopt = 4,4197∙ (29,6)-0,663 = 0,468
2.2. Ściana od strony komory „K4” (K4 – mięso i wędliny, t0 = -5°C; t = 0÷ 2°C)
tz = 2°C
t = 1°C
z = 23 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
λiz = 0,033W/m∙K
Δt =2°C - 1°C = 1°C
Kopt = 4,4197∙ (1)-0,663 = 4,4197
W tym przypadku możemy uznać, że izolacja dla tej ściany jest zbędna.
2.3. Ściana od strony przedchłodni (tz=18°C)
tz = 18°C
t = 1°C
z = 6 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
λiz = 0,033W/m∙K
Δt =18°C - 1°C = 17°C
Kopt = 4,4197∙ (17)-0,663 = 0,675
2.4. Ściana od strony komory „K1” (K1 – świeże owoce i warzywa oraz napoje chłodzące, t0 = -5°C; t = 2÷ 4°C)
tz = 3°C
t = 1°C
z = 23 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
λiz = 0,033W/m∙K
Δt =3°C - 1°C =2°C
Kopt = 4,4197∙ (2)-0,663 = 2,791
W tym przypadku możemy uznać, że izolacja tej dla ściany jest zbędna.
2.5. Strop pod kuchnią (tz = 23°C)
tz = 23°C
t = 1°C
z = 11 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
λiz = 0,033W/m∙K
Δt =23°C - 1°C = 20°C
Kopt = 4,4197∙ (20)-0,663 = 0,606
2.6. Podłoga (tz = 12°C)
tz = 12°C
t = 1°C
z = 11 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
λiz = 0,033W/m∙K
Δt =12°C - 1°C = 11°C
Kopt = 4,4197∙ (11)-0,663 = 0,901
2.7. Tabela zbiorcza grubości izolacji i dobór rzeczywistych grubości izolacji, dostepnych w handlu
Warunek przy doborze styropianu: Sklepowa grubość izolacji musi być większa niż grubość obliczonej izolacji.
Przegroda
Obliczona grubość izolacji
Sklepowa grubość izolacji
Strop
0,041 m
0,05 m
Ściana od komory K4
0 m
0 m
Ściana zewnętrzna
0,052 m
0,06 m
Ściana od komory K1
0 m
0 m
Podłoga
0,025 m
0,03 m
Przedchłodnia
0,028m
0,03m
Przy wyborze izolacji korzystałyśmy ze strony internetowej: www.domstyr.pl
3. Bilans cieplny komory chłodniczej
3.1. Dobowe ciepło przenikania przez przegrody budowlane
Q1 = kz ∙ Fpb ∙ (tz – t) ∙86,4[kJ/d]
Powierzchnie przegród brutto
Fz1 = 4,4 m2
Fz2= 4,4 m2
Fz3 = 4 m2
h = 2,2m
a = 2m
b= 2m
m
2,2m
2m 2m
- Ściana zewnętrzna i ściana od strony przedchłodni: [ m2 ] [ m2 ]
- Ściany sąsiadujące z komorą K3 (ściana K1/K3 i K3/K4) [ m2 ] [ m2 ]
- Dla stropu i podłogi: [ m2 ] [ m2 ]
Fw1 =4,24 m2
Fw2 =4,05m2
Fw3 =3,82m2
3.1.1. Obliczenie dobowego ciepła przenikania dla ściany K3/ Ściana zewnętrzna
λiz = 0,033W/m2∙K
tz = 303,6K
t = 274K
z = 11 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
Fz1 = 4,4 m2
Fw1 =4,24 m2
Q1 = kz ∙ Fpb ∙ (tz – t) ∙86,4[kJ/d]
Q4.1.1= 0,42 ∙ 4,32 ∙ (303,6 - 274) ∙ 86,4 = 4640.22
Q3.1.1. = 4640,22
3.1.2. Obliczenie dobowego ciepła przenikania dla ściany K3/K1
λiz = 0,033W/m2∙K
tz = 276K
t = 274K
z = 23 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
Fz2= 4,4 m2
Fw2 =4,05m2
Q4.1.2= 1,92 ∙ 4,22 ∙ (276 - 274) ∙ 86,4 = 1400,09
Q3.1.2= 1400,09
3.1.3. Obliczenie dobowego ciepła przenikania dla ściany K3/Przedchłodnia
λiz = 0,033W/m2∙K
tz = 291K
t = 274K
z = 6 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
Q4.1.4= 0,644 ∙ 4,32 ∙ (291 - 274) ∙ 86,4 =4086,32
Q3.1.3 = 4086,32
3.1.4. Obliczenie dobowego ciepła przenikania dla ściany K3/K4
λiz = 0,033W/m2∙K
tz = 275K
t = 274K
w = 23 W/m2∙K
z = 23 W/m2∙K
Q4.1.5= 1,92 ∙ 4,22 ∙ (275– 274) ∙ 86,4 = 700,05
Q3.1.4 = 700,05
3.1.5. Obliczenie dobowego ciepła przenikania dla stropu.
λiz = 0,033W/m2∙K
tz = 296K
t = 274K
z = 11 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
Fz3 = 4 m2
Fw3 =3,82m2
Q4.1.6= 0,539 ∙ 3,91 ∙ (296 - 271) ∙ 86,4 =4005,92
Q3.1.5=4005,92
3.1.6. Obliczenie dobowego ciepła przenikania dla podłogi.
λiz = 0,033W/m2∙K
tz = 285K
t = 274K
z = 11 W/m2∙K
w = 23 W/m2∙K
Fz3 = 4 m2
Fw3 =3,82m2
Q4.1.7= 0,802 ∙ 3,91 ∙ (285 - 274) ∙ 86,4 = 2980,28
Q3.1.6 = 2980,28
3.1.7. Suma dobowego ciepła przenikania przez przegrody budowlane.
Q1 = Q3.1.1 + Q3.1.2 + Q3.1.3 + Q3.1.4 + Q3.1.5 + Q3.1.6
Q1 = 4640,22+1400,09+4086,32 +700,05 + 4005,92 +2980,28 = 17782,88
Q1=17782,88
3.2. Dobowe ciepło oddawane przez przechowywane produkty
3.3. Dobowe ciepło oddawane przez przechowywane produkty.
mp=165 [kg]
cp=3,538
mo=17,2 [kg]
co=1,340
t1 =276 [ K ]
tW = 274 [ K ]
Q2=1213,64[kJ/d]
3.4. Dobowe straty ciepła związane z wentylacją.
Q4 = n ∙ Vz ∙ ρ ∙ (i2 – i1) [kJ/doba]
Fw = 3,82m2
h=2,12 m
Fw=3,82
ρp=1005kg/m3
ρ=1,28kg/m3
cp = 1,005 kJ/kg∙K
Tw = 1°C=274K
Tz =18°C=291K
Vk = Fw ∙ h = 3,82m2∙ 2,12m = 8,098m3
Vp=
i1 = cp ∙ Tw = 1,005 ∙ 274 = 275,37 [kJ/kg]
i2 = cp ∙ Tz = 1,005 ∙ 291 = 292,46 [kJ/kg]
Vz=Vk-Vp=8,098-0,164=7,934[m3]
Q4 = 24,82 ∙ 7,934∙ 1,28 ∙ (292,46 – 275,37) = 4307,71 [kJ/doba]
Q4 = 4307,71 [kJ/d]
3.5. Dobowe ciepło oświetlenia.
Q5 = 3600 ∙ P ∙ τ [kJ/doba]
Fw = 3,82m2
τ =2h
Q5 = 3600 ∙ P ∙ τ [kJ/d]
P = 0,007 ∙ Fw
P=0,007∙ 3,82=0,027 kW
3.6. Dobowe ciepło pracy ludzi.
Q6 = n ∙ q ∙ τ [kJ/d]
tw = 1°C
n=2
τ=2h
Q6 = n ∙ q ∙ τ [kJ/d]
q = 1349 - 21,84 tw
q = 1349 - 21,84∙ 1=1327,16
3.7. Dobowe ciepło pracy silników.
Q7 = 3600 ∙ P ∙ τ [kJ/d]
P = 0,4 kW
τ = 16 godzin
3.8. Całkowitego bilansu ciepła.
Q1=17782,88
Q2=1213,64
Q4 =4307,71 Q1 +Q2+Q4 +
Q=51847,27
Qc =[kJ/d]
3.9. Dobowe obciążenie komory.
Qc = [kJ/d]
τ = 16 godzin
5.1 Dobór agregatu chłodniczego
Parametry agregatu znajdują się na dołączonej karcie katalogowej
5.2 Dobór chłodnicy powietrznej
Parametry chłodnicy powietrznej znajdują się na dołączonej karcie katalogowej
5.2 Dobór zaworu rozprężnego
Parametry zaworu rozprężnego znajdują się na dołączonej karcie katalogowej
Wszystkie urządzenia pracują na czynniku chłodniczym R404a
6. Zestawienie zainstalowanych mocy elektrycznych
Lp.
Urządzenie
Pobierana moc
1
Oświetlenie komory
0,027 kW
2
Silniki pracujące w komorze
0,594kW
3
Wentylatory chłodnicy powietrznej
0,106kW
Łącznie = 0,727 kW
Agregaty skraplające ze skraplaczem powietrznym i tłokową sprężarką hermetyczną
Producent: Cubigel Compressors
Typoszereg: HMBP
Model: CMP12TG_N
Dane ogólne:
Czynnik:
R404A
Chłodzenie sprężarki:
Wentylator
Maksymalna temperatura otoczenia [ºC]:
43
Maksymalne dopuszczalne ciśnienie [kg / cm²]:
30
Wydajność:
te
tc
Q
P
I
-25
35
588
458
3
-20
36
731
500
3
-15
38
897
545
3
-10
39
1 087
594
3
-5
41
1 300
646
3
0
42
1 537
701
3
5
44
1 796
759
4
7
45
1 907
783
4
Warunki próby: f=50 Hz; Temperatura otoczenia i zasysanego gazu 35ºC
te - Temperatura parowania [ºC]
tc - Temperatura skraplania [ºC]
Q - Wydajność chłodnicza [W]
P - Pobór mocy [W]
I - Prąd [A]
Freonowe podstropowe chłodnice powietrza
Producent: ECO
Typoszereg: EVS
Model: EVS 130
Dane techniczne parownika:
Strumień powietrza [m³/h]:
520
Długość przewiewu [m]:
4,5
Pow. wymiany ciepła (wew./zew.) [m²]:
0,4/4,1
Objętość rur [dm³]:
0,8
Odstęp między lamelami [mm]:
7/3,5
Masa [kg]:
7,7
Dane techniczne wentylatorów:
Ilość:
2
Średnica [mm]:
200
Ilość obrotów [min-1]:
Pobór mocy [W]:
106
Natężenie prądu [A]:
0,7
Zasilanie [V/f/Hz]:
230V/1/50Hz
Wydajność chłodnicza [kW] :
TD \ ta
-12
-5
0
5
10
12
5
0.50
0.52
0.53
0.62
0.62
0.62
6
0.60
0.62
0.64
0.75
0.75
0.75
7
0.70
0.73
0.74
0.87
0.87
0.87
8
0.80
0.83
0.85
1.00
1.00
1.00
9
0.90
0.93
0.96
1.12
1.12
1.12
10
1.00
1.04
1.06
1.25
1.25
1.25
11
1.10
1.14
1.17
1.37
1.37
1.37
12
1.20
1.24
1.28
1.50
1.50
1.50
13
1.30
1.35
1.38
1.62
1.62
1.62
14
1.40
1.45
1.49
1.75
1.75
1.75
15
1.50
1.56
1.59
1.87
1.87
1.87
ta - Temperatura w komorze [ºC]
TD - Różnica między temperaturą parowania a temperaturą w komorze [K]
Termostatyczny zawor rozprężny:
Producent: Honeywell
Seria: TLE
Wydajność:
Wartości wydajności nominalnej podane w oparciu o następujące parametry: t0 = -10 °C, t c = +25 °C i 1 K dochłodzenia ciekłego czynnika chłodniczego na wlocie do zaworu.