Wymiary wewnętrzne chłodni jabłek

A= 12,5 m B= 8,25 m C=6,25 m

Wymiary zewnętrzne chłodni:
Zostają uwzględnione warstwy : silikatu = 25cm oraz styropianu = 12 cm.
A

z

=A+2(0,25+0,12)m = 12,5+2(0,25+0,12)=13,24m

B

z

= B+2(0,25+0,12)m=8,25+2(0,25+0,12)=8,99m

C

z

=C+2(0,25+0,12)m=6,25+ 0,25 +0,12=6,62m

Obliczenie powierzchni wewnętrznej
F

w

=2*A*C+2*B*C+A*B

F

w

=2*12,5*6,25+2*8,25*6,25+12,5*8,25 = 362,5m

2

Obliczenie powierzchni zewnętrznej
F

z

=2A

z

*C

z

+2B

z

*C

z

+A

z

*Bz

F

z

= 2*13,24*6,62+2*8,99*6,62+13,24*8,99=413,35m

2

Obliczenie powierzchni przegrody budowlanej

F

x

= √𝐹𝑤 ∗ 𝐹𝑧 =√362,5 ∗ 413,35 =387,04m

2

1) Ciepło przenikające do otoczenia (Q

1

)

Q

1

=k*F

x

(t

1

-t

2

)*Ƭ [kJ/d]

Ƭ=24h/d
współczynnik przenikania ciepła danej przegrody k=0,22 [W/m

2

K]

[ W]=

[

𝐽
𝑠

] = [

0,001𝑘𝐽

1

3600

∗ℎ

] = [3,6

𝑘𝐽

ℎ

]

k=0,22*3,6=0,792 [

[

𝑘𝐽

𝑚

2

∗ℎ∗𝐾

]

temperatura wewnętrzna t

w

=2

℃ = 275,15 K

temperatura zewnętrzna t

z

=16

℃ = 289,15 K

Q

1

=0,792*387,04*(289,15-275,15)*24= 102995,98 [kJ/d]

A

B

C

Obliczenie jednostkowej objętości palety

Skrzyniopaleta

Vp=0,65*1,2*1=0,78[m

3

]

Obliczenie całkowitej objętości chłodni
V

C.CHŁODNI

=12,5*8,25*6,25=644,53m

3

Obliczenie objętości roboczej chłodni
Vr=0,83*0,92* V

C.CHŁODNI

=0,83*0,92*644,53=492,16 [m

3

]

Ilość palet mieszczących się w chłodni
n=

𝑉𝑟
𝑉𝑝

=

492,16

0,78

= ~630 [𝑝𝑎𝑙𝑒𝑡]

Masa jabłek w paletach (masa jabłek w jednej palecie 310 kg)

M=n*310 = 310*630=195300[kg]

2) Ciepło odprowadzone z produktu (Q

2

)

Ciepło właściwe jabłek przed zamrożeniem c

w= 3,78

[kJ/kg*k]

Temperatura początkowa produktu (jabłek) t

1

= 16

℃ = 289,15 K

Temperatura zamarzania produktu (jabłek) t

2

= 2

℃ = 275,15 K

Q

2

= M*c

w

*(t

1

-t

2

) =195300*3,78*(289,15-275,15)= 10335276 [kJ/d]

3) Ciepło zużyte do odprowadzenia wody z produktu (Q

3

)

Ilość odparowanej wody G=0,001*M=0,001*195300 = 195,3 [kgH

2

O/d]

Ciepło parowania wody w temperaturze produktu r=595[kcal/kg] * 4,19 [kJ/kcal]=2493,05[kJ/kgH

2

O]

Q

3

= G*r = 195,3*2493,05 = 486892,665 [kJ/d]

0,65m

1,2m

1
m

4) Ciepło wprowadzone do chłodni z opakowaniami i urządzeniami do składowania produktu

(Q

4

)

Temperatura początkowa t

1

= 16

℃ = 289,15 K

Temperatura końcowa t

2

=2

℃ = 275,15 K

Masa jednej palety –56 kg

Masa palet m= n*56= 630*56= 35280 [kg/d]

Ciepło właściwe drewna- c= 2,74 [kJ/kg*K]

Q

4

= m*c*(t

1

-t

2

) =35280*2,74*(289,15-275,15)= 1353340,8 [kJ/d]

5) Ciepło wentylacji (Q

5

)

Q

5

= M*(i

1

-i

2

)

M= n*V*p
Q

5

=n*V*p*(i

1

-i

2

)

Pojemność komory V, V=V

c

=644,53m

3

Wielokrotność wymiany powietrza n , obliczona ze wzoru Szolca
n=

70

√𝑉

=

70

√644,53

= 2,75 [

1
𝑑

]

Gęstość powietrza w komorze -ƿ, p=1,29[kg/m

3

]

Obliczenie entalpii dla wilgotności względnej na zewnątrz φ=60% oraz temperatury
początkowej t

1

= 16

℃

I

1

=[0,24*t +x(595 +0,47t)]* 4,19

Φ=

𝑥

𝑋𝑛

=> x= Φ*Xn

Obliczenie Xn dla

16℃

𝑋𝑛 =

0,0146 − 0,0106

5

+ 0,0106 = 0,0114

x= Φ*Xn =0,6 * 0,0114 =0,00684
I

1

=[0,24*16 +0,00684(595 +0,47*16)]* 4,19=33,35 [kJ/kg]

Obliczenie entalpii dla wilgotności względnej w środku φ=90% oraz temperatury
początkowej t

2

= 2

℃

I

1

=[0,24*t +x(595 +0,47t)]* 4,19

Φ=

𝑥

𝑋𝑛

=> x= Φ*Xn

Obliczenie Xn dla

16℃

𝑋𝑛 =

0,0054 − 0,0038

5

∗ 3 + 0,0038 = 0,00476

x= Φ*Xn =0,9 * 0,00476 =0,004284
I

1

=[0,24*2 +0,004284*(595 +0,47*2)]* 4,19=12,7 [kJ/kg]

Q

5

=2,75*644,53*1,29*(33,35-12,7)= 47215,6 [kJ/d]

6) Ciepło pracy silnika (Q

6

)

Q’

6

= 3600*P*(

1

Ƞ5

− 1) ∗ Ƞ

1

* Ƞ

2

* Ƞ

3

*Ƭ

Moc zainstalowanych silników -P, P=6 [kW]

Współczynnik uzyskania mocy zainstalowanego silnika -Ƞ

1

, Ƞ

1

= 0,85

Współczynnik obciążenia- Ƞ

2

, Ƞ

2

=0,6

Współczynnik przyswajania energii cieplnej -Ƞ

3

, Ƞ

3

= 0,9

Sprawność silnika elektrycznego -Ƞ

5

, Ƞ

5

= 0,8

Czas pracy silnik- Ƭ [h/d], Ƭ=10 [h/d]

Q’

6

= 3600*6*(

1

0,8

− 1) ∗ 0,85* 0,6* 0,8 *10=22032 [kJ/d]

7) Ciepło oświetlenia (Q

7

)

Q

7

= 3600*P* Ƭ [kJ/d]

Moc żarówek -P[kW] , P= 0,5 [kW]

Czas włączenia żarówek -Ƭ [h/d] , Ƭ=2 [h/d]

Q

7

= 3600*0,5* 2= 3600 [kJ/d]

8) Ciepło pracy ludzi (Q

8

)

Q

8

= n *q

1

* Ƭ

Liczba osób -n, n=2

Czas przebywania w ciągu doby- Ƭ[h/d] , Ƭ=1 [h/d]

Całkowite ciepło wydzielone przez 1 psobę w ciągu godziny -q

1

, q

1

=1100 [kJ/osoba]

Q

8

= 2*1100* 1 = 2200 [kJ/d]

9) Ciepło oddychania tkanki roślinnej (Q

9

)

Q

9

= M*q

Ilość towaru składowanego w pomieszczeniau -M [Mg] , M =195300 [kg]=195,3[Mg]

Jednostkowe ciepło oddychania dla okresu dobowego (dla 2℃ )-q [kJ/Mg] , q =1086[kJ/Mg]

Q

9

= 195,3*1086 = 212095,8 [kJ/d]

10) Straty dodatkowe (Q

10

)

Q

10

=(0,05

÷0,15)*∑

𝑄

𝑛=9

𝑛=1

𝑛

Q

10

= 0,10*(102995,98+10335276+486892,665+1353340,8+47215,6+22032+ 3600+2200+212095,8)=

1256564,88[kJ/d]

Tabela przedstawia bilans cieplny chłodni jabłek

Lp.

Pozycja bilansu

Q [kJ/d]

Udział procentowy [%]

Q

1

Ciepło przenikające z
otoczenia

102995,98

074

Q

2

Ciepło odprowadzone
z produktu

10335276

74,77

Q

3

Ciepło zużyte do
odprowadzenia wody z
produktu

486892,665

3,52

Q

4

Ciepło wprowadzone
do chłodni z
opakowaniami i
urządzeniami do
składowania produktu

1353340,8

9,79

Q

5

Ciepło wentylacji

47215,6

0,34

Q

6

Ciepło pracy siników

22032

0,15

Q

7

Ciepło oświetlenia

3600

0,02

Q

8

Ciepło pracy ludzi

2200

0,015

Q

9

Ciepło oddychania
tkanki roślinnej

212095,8

1,53

Q

10

Straty dodatkowe

1256564,88

9,09

Łącznie

13822214

100

Dobór sprężarki



Zamiana na Waty

Q= 13 822 214 [kJ/d] = 13 822 214 *(1000/86400)[J/s]= 159 979,32 [W]



W celu szybkiego ochłodzenia owoców otrzymany wynik powyżej dzielimy przez 2

Q[W]/2 = 79989,66W]



Obliczenie mocy mniejszej sprężarki , której moc minimalna będzie stanowiła 1/3 uzyskanej
wcześniej mocy (79989,66 [W])

Q

s1/3

= 79989,66/3 = 26 663,22 [W] = 27 [kW]



Obliczenie mocy większej sprężarki , której moc minimalna będzie stanowiła 2/3 uzyskanej
wcześniej mocy (79989,66 [W])

Q

s2/3

= 79989,66*

2

3

= 53 326,44 [W] = 54 [kW]

Dobrane sprężarki przedstawia tabela

Sprężarka

Producent

Model

Moc [kW]

Sprężarka mniejsza

Sprężarka większa