Proiectarea instalatiei aferente unei vitrine frigorifice

Proiectarea instalatiei aferente unei vitrine frigorifice


Tabac Silviu

Aplcatiile frigului artificial in industria alimentara
Lantul frigorific

Lantul frigorific:

n     unitati de productie: proces tehnologic, depozitare pana la expediere

n     antrepozite frigorifice: generale sau plivalente

n     frigorifere de “mic gros”: veriga intermitenta intre frigorifere de stocaj si unitati de alimenatie publica

n     camere frigorifice: monolit sau demonatbile

n     dulapuri frigorifice

n     vitrine frigorifice: pentru expunerea spre comercializare a produselor alimentare

n     frigidere casnice

Mijloace de transport:

n     izoterme

n     refrigerante 

n     firgorifere

Vitrine frigorifice-prima clasificare

n     Vitrine de tip “inchis”

-se folosesc in principal la produse

neambalate

-racirea poate fi naturala sau fortata

Vitrine de tip “deschis”

-in general produsele trebuie sa fie

ambalate

-convectia fortata trebuie sa fie atent

studiata, in special la produsele

congelate

Vitrine frigorifice-a doua clasificare

n     Vitrine orizontale

                        

n     Vitrine verticale

n     Vitrine tip gondola

Destinatia vitrinei proiectate.
 Stabilirea caracteristicilor

n     Prezentarea produselor alimentare in vederea comercializarii

n     Temperatura interioara 0-6oC, iar cea exterioara maxim 32oC

n     Agent frigorific: R22

n     O singura treapta de comprimare

n     Subracire regenerativa

Calculul termic al izolatiilor

n     Rolul izolatiilor frigorifice

n     Principalele materiale folosite: polistirenul expandat, spuma de poliuretan, ampora, s.a.

n     Calculul termic al izolatiilor: in functie de diferenta maxima dintre temperatura interioara  si cea exterioara

-calculul grosimii izolatiilor pentru spatiul refrigerat

- verificarea evitarii condensarii vaporilor de apa din aer in

izolatie

Determinarea necesarului de frig

Necesarul de frig se calculeaza ca suma dintre urmatoarele pierderi de caldura:

n     prin izolatie

n     prin incalzirea produselor in timpul procesului de aprovizionare

ESEU: Controler pentru pompa STP1 ESEU: Caracteristica de frecventa a circuitelor cuplate si a amplificatoarelor

n     datorate deschiderii usilor de servire

n     datorate instalatiei de iluminat

n     datorate functionarii motorului electric

Metode de calcul folosite in acest proiect

Se folosesc doua metode de calcul in proiectarea instalatiei frigorifice:

Metode clasice de calcul: modele matematice ale proceselor

n     Metode numerice

-CoolPack, pentru calculul si proiectarea instalatiei

frigorifice

-RDM, program de element finit, pentru calcule de

rezistenta

CoolPack

Program de simulare a proceselor dintr-o instalatie frigorifica

In acest proiect s-au folosit doua module:

n     Refrigeration Utilities, pentru trasarea diagramelor

n     Evaluation, pentru studiul de la sfarsitul proiectului

In continuare, se prezinta modul de folosire al modulului

Refrigeration Utilities

Programul de calcul cu elemente finite RDM

n     RDM - program de calcule de rezistenta care foloseste metoda elementelor finite

n     S-a folosit modulul “Flexion”, pentru calculul la incovoiere al tevilor vaporizatorului si condensatorului

In continuare se prezinta modul de functionare al modulului Flexion”

Calculul termic al instalatiei
Alegerea variantei optime

Variantele posibile trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

n     Sa functioneze cu R22

n     Sa functioneze intr-o singura treapta de comprimare

n     Sa aiba cea mai mare eficienta frigorifica

Ciclul fara subracire in domeniul vaporilor supraincalziti

Ciclul cu subracire

Ciclul cu subracire regenerativa

Calculul de proiectare a vaporizatorului
Calculul termic si constructiv

n     Se aleg dimeniunile constructive ale tevilor si aripioarelor

n     Se calculeaza lungimea si inaltimea vaporizatorului

n     Se stabileste numarul de randuri in sectiunea transversala si in cea longitudinala, calculand urmatoarele marimi:

-criteriul Reynolds

-criteriul Prandtl

-coeficientul de convectie termica

-coeficientul de convectie termica redus

-coeficientul de convectie termica pe partea aerului

-coeficientul de convectie termica pe partea agentului

-coeficientul global de transfer termic

-suprafata de transfer termic

Calculul fluido-dinamic

n     Convectie naturala

n     Pierderile de presiune de partea aerului sunt neglijabile

n     Nu este necesar calculul fluido-dinamic

Calculul de rezistenta – metoda clasica

Scopul: verificarea la rezistenta sub actiunea propriei greutati si sub cea a greutatii agentului frigorific

Pot apare doua situatii

1. e nevoie de elemente de sustinere: tensiunea de incovoiere pentru momentl maxim este mai mare dacat tensiunea admisibila la incovoiere a materialului din care este confectionata teava
2. nu e nevoie de elemnte de sustinere: tensiunea este mai mica decat cea admisibila

In proiect, nu e nevoie de elemente de sustinere.

Calculul de rezistenta-metoda elementului finit

n     Se foloseste programul RDM

n     Date de intrare:

-natura materialului

-diametrul exterior

-grosimea tevii

-natura incastrarilor

-sarcinile care actioneaza

n     Date de iesire:

-calcul

-diagrame

Calculul de proiectare al condensatorului

Se efectueaza asemanator cu cel al vaporizatorului

Calculul fluido-dinamic

Ventilare fortata

Se calculeaza pierderile de presiune de partea aerului

Rezulta puterea electrica necesara antrenarii ventilatorului

Se alege un ventilator axial orizontal de tip WATT 400/9

Calculul de rezistenta – metoda clasica

Asemanator cu cel pentru vaporizator

Nu este necesara introducerea de elemente de sustinere

Calculul de rezistenta – metoda elementului finit

Asemanator cu cel de la vaporizator

Calculul de alegere al compresorului

n     Se considera debitul volumic de agent frigorific

n     Se calculeaza coeficientul de debit total

n     Se calculeaza debitul volumic teoretic

n     Se alege compresorul Bitzer 2KC-05.2

Calculul de alegerea al schimbatorului intern de caldura

n     Se calculeaza diferenta medie logaritmica de temperatura

n     Se calculeaza suprafata necesara scimbului de caldura

n     Se alege un schimbator intern a carui putere sa fie mai mare decat cea rezultata din calcul, pentru a acoperi posibilele suprasarcini

Calculul economic de principiu al instalatiei

Se prezinta lista de preturi pentru componentele instalatiei si se calculeaza urmatoarele cheltuieli:

n     Cheltuielile pentru transport (5% din costul materialelor)

n     Salarii

n     CAS (7% din salarii)

n     Ajutor somaj (5% din salarii)

n     Regie sectii (20% din salarii + CAS)

n     Cost sectii (suma costurilor anterioare)

n     Regie intreprindere (10% din cost sectii)

n     Cost intreprindere (costul sectiei + regia intreprinderii)

n     Beneficiu = 10% din costul intreprinderii

n     Total preturi = beneficiu + cost intreprindere

Tehnologia de fabricare a unui reper

Operatiile principale sunt:

insemnare

debitare fasii

control tehnic de calitate (CTC)

taiere la lungime a lamelei

control tehnic de calitate (CTC)

Studiul variatiei consumurilor energetice
in functie de o serie de parametri
folosind programul CoolPack