Primjer Projektiranja Hladnjace Manjeg Kapaciteta Za Cuvanje Jabuka

ISSN 1864-6168

PRIMJER PROJEKTIRANJA +/$'1-$ý( MANJEG KAPACITETA =$ý89$1-(-$%8.$ 5DGPDQLü B.1, 0DÿHULü'1, Piškor M.2 1 2

9HOHXþLOLãWHX9DUDåGLQX9DUDåGLQ+UYDWVND Oprema - ureÿaji d.d., Ludbreg, Hrvatska

ƒ 3URUDþXQWRSOLQVNRJRSWHUHüHQMD ƒ Odabir komponenata rashladne opreme ƒ (OHNWULþQHLQVWDODFLMH i dr.

Sažetak: Rad predstavlja WHUPRGLQDPLþNL SURUDþXQ rashladne komore zD RKODÿLYDQMH L þXYDQMH jabuka tijekom jesenskih i zimskih PMHVHFL QD SRGUXþMX Varaždinske županije. 5DGSRþLQMHGLPHQ]LRQLUDQMHPUDVKODGQHNRPRUH, nakon þHJD su odabrani RGJRYDUDMXüL izolacijski materijali. Napravljen je i precizni SURUDþXQ PDNVLPDOQRJ WRSOLQVNRJ RSWHUHüHQMD QD WHPHOMX NRMHJ MH RGDEUDQD rashladna oprema. Na kraju rada je KLGUDXOLþNL SURUDþXQ NDSOMHYLQVNRJ L usisnog cjevovoda da gubici zbog trenja radne tvari R404A u vodovima ne bi rezultirali prekomjernim padom WODND SRWKODÿHQH NDSOMHYLQH LOL SUHJULMDQH SDUH UDGQH tvari. Posljedica toga bilo bi znatno smanjenje rashladnog sustava.

S obzirom na to da je tema široka, rad se najviše bavi SURUDþXQom SDUDPHWDUD NRML XWMHþX QD WHUPRGLQDPLþNH procese. %XGXüL da se radi o jesenskoj sorti jabuka, namjena rashladne komore je þXYDQMHMDEXNDRGSRþHWNDOLVWRSDGD pa najkasnije do kraja ožujka. Maksimalno vrijeme þXYDQMD MDEXND QH PRåH VH SUHFL]QR RGUHGLWL ]ERJ WRJD jer ono ovisi o sorti jabuka kao i o njihovom stanju pri ulasku u rashladnu komoru. Zbog toga se u literaturi daju gUXEHSURFMHQHPRJXüHJYUHPHQDþXYDQMDMDEXNDNRMHVH NUHüXXUDVSRQXRGGRPMHVHFL [1].

.OMXþQH ULMHþL rashladna komora, jabuka, toplinsko RSWHUHüHQMH UDGQD WYDU 5$ SRWKODÿHQMH pregrijavanje

2. RAZMJEŠTAJ JABUKA I DIMENZIJE RASHLADNE KOMORE

Abstract: The paper presents a thermodynamic calculation for a cold storage unit for cooling and storage of apples during autumn and winter months in the Varaždin county. The paper begins with the dimensioning the cold storage unit after which a choice of adequate insulation materials is done. A detailed calculation of the maximum refrigeration load was done, based on which the refrigeration equipment was chosen. The paper ends with hydraulic calculation of liquid and suction lines to assure that the pressure losses of the refrigerant R404A, due to friction in the pipelines, do not lead to significant pressure drop of the subcooled liquid refrigerant or superheated refrigerant vapor, which would diminish refrigeration capacity of the system.

Jabuke se skladište u boks paletama ili u sanducima MDEXþDULPD Ako se UDGL R YHOLNLP NROLþLQDPD MDEXND QDMLVSODWLYLML QDþLQ VNODGLãWHQMD MHVu boks palete. Postoji više vrsta i dimenzija takvih paleta, no u praksi su palete QDMþHãüHSODVWLþQe, visine 0.8 m, širine 1 m i duljine 1.2 m. Boks palete dizajnirane su tako da se mogu stavljati jedna na drugu, pa se tako i skladište.

2.1. Broj boks paleta u rashladnoj komori Masa jedne pune boks palete varira od 300 do 350 kg. Za L]UDþXQPDNVLPDOQRJEURMDPRJXüHJEURMDSDOHWDXQXWDU rashladne komore u obzir se uzima najmanja vrijednost mase pune boks palete. Maksimalni broj boks paleta u UDVKODGQRMNRPRULGRELMHVHL]VOMHGHüHMHGQDGåEH

Key words: cold storage, apple, refrigeration load, refrigerant R404A, subcooling, superheating

n୆୔,୑୅ଡ଼ =

1. UVOD

୫౑ే ୫ాౌ

,

(1)

gdje je: nBP,MAX – PDNVLPDOQLEURMERNVSDOHWDXKODGQMDþL – PDNVLPDOQLNDSDFLWHWKODGQMDþH u kg mUK – minimalna masa pune boks palete u kg mBP

U ovom je radu opisan postupak projektiranja rashladne komore s nekontroliranom atmosferom ]D RKODÿLYDQMH L þXYDQMH  WRQD MDEXND sorte Idared. Projektiranje se sastoji od više cjelina:

3URUDþXQRP MH GRELYHQ PDNVLPDOQL EURM SDOHWD X rashladnoj komori nBP,MAX = 200.

ƒ Dimenzioniranje rashladne komore ƒ 2GDELUL]RODFLMHLSURUDþXQQMHQHGHEOMLQH

94

ISSN 1864-6168 Poželjno je da tijek kretanja boks paleta u rashladnu komoru i izvan nje treba biti jednosmjeran. Ako je to PRJXüH ERNV SDOHWH EL WUHEDOH ELWL UDVSRUHÿHQH WDNR GD dopuštaju FIFO princip [3]. S obzirom na to da jabuke ulaze u rashladnu komoru odmah nakon berbe, a kalibriraju se i sortiraju prije prodaje SUHGYLÿHQD MH montaža dviju kliznih vrata na suprotnim stranama rashladne komore. Poželjno je da rashladna komora ima i RNUHWQD YUDWD ]D RVREOMH ]ERJ SRWUHEH ]D UD]OLþLWLP popravcima rashladne opreme ili pregleda jabuka. Dimenzije kliznih vrata WUHEDMXELWLWDNYDGDRPRJXüuju nesmetan prijevoz boks paleta RGUHÿHQLP transportnim VUHGVWYRP 8 UDGX MH SUHGYLÿHQR GD üH HOHNWULþQL YLOLþDU nositi maksimalno 3 boks palete odjednom kroz vrata, te je SUHGYLÿHQD YLVLQD vrata od približno 3 m, širine oko 1.8 m. 7DNRÿHU MH SRWUHEQR X]HWL X RE]LU L ãLULQX transportnih putova. Širina transportnih putova trebala bi ELWL WDNYD GD YLOLþDU može skretati pod 90 stupnjeva. 3URL]YRÿDþL HOHNWULþQLK YLOLþDUD GDMX WH SRGDWNH X tablicama, te je za širinu transportnog puta usvojena vrijednost od 3.5 m.

2.2. Visina rashladne komore .RG RGUHÿLYDQMD YLVLQH UDVKODGQH NRPRUH SRWUHEQR MH X RE]LU X]HWL YLVLQX GR NRMH üH ERNV SDOHWH ELWL poslagane jedna na drugu i visinu slobodnog prostora iznad paleta. Preporuka je da se boks palete slažu jedna na drugu do maksimalne visine od 4.5 do 5.5 m [2] zbog stabilnosti i izdržljivosti. Maksimalni broj boks paleta se može L]UDþXQDWLSUHPDVOMHGHüRMMednadžbi: n୐୆୔,୑୅ଡ଼ =

୪౉ఽ౔ ୪ాౌ

,

(2)

gdje je: nLBP,MAX – maksimalni broj boks paleta koje se mogu staviti jedna na drugu – visina do koje se boks palete slažu jedna lMAX na drugu (m) – visina boks palete (m) lBP Vrijednost nLBP,MAX se zaokružuje na prvi manji cijeli broj koji predstavlja broj boks paleta naslaganih jedna na drugu, te je lako odrediti koliko iznosi ukupna visina tih boks paleta: l୚୆୔ = n୐୆୔,୑୅ଡ଼ ή l୆୔

'REURVWUXMDQMH]UDNDXKODGQMDþLMHGQDNo je važno kao i GRYROMDQ UDVKODGQL NDSDFLWHW 'D EL VH WR RPRJXüLOR SRWUHEQRMHSULGUåDYDWLVHVSHFLILþQLKSUHSRUXNDLVDYMHWD Boks palete bi trebale biti smještene minimalno 0.3 m od zidova pokrDMNRMLKVHQDOD]HLVSDULYDþL0.2 m od zidova koji su paralelni na tok strujanja zraka, te 0.1 m jedna od druge[4].

(3)

Gdje je: – visina do koje se boks palete slažu jedna lVBP na drugu (m) nLBP,MAX – maksimalni broj boks paleta koje se mogu staviti jedna na drugu – visina boks palete (m) lBP

âWR MH REOLN SRGD KODGQMDþH EOLåL NYDGUDWQRP, to su one efikasnije zbog toga jer se za istu površinu poda minimizira površina zidova. Time se smanjuju JUDÿHYLQVNL WURãNRYL SRYUãLQD ]LGRYD L GXOMLQD transportnih putova.

Visina slobodnog prostora trebala bi biti najmanje 500 PP5D]OLþLWLL]YRULGDMXUD]OLþLWHSUHSRUXNHNROLNa bi ta visina trebala biti, SDVHYULMHGQRVWLNUHüXRGGRP 8NXSQD YLVLQD UDVKODGQH NRPRUH GRELMH VH L] VOMHGHüH jednadžbe: L = l୚୆୔ + lୗ ,

(4)

gdje je: L – visina rashladne komore (m) – visina do koje se boks palete slažu jedna lVBP na drugu (m) – visina slobodnog prostora iznad boks paleta lS (m) 3URUDþXQRP MH GRELYHQD SRWUHEQD YLVLQD UDVKODGQH komore od L = 5 m.

2.3. Duljina i širina rashladne komore Širina i duljina rashladne NRPRUH RYLVL LVNOMXþLYR R UDVSRUHGXERNVSDOHWDSDLUDVSRUHGWUHEDELWLUD]UDÿHQãWR pažljivije. Kod definiranja rasporeda boks paleta treba uzeti u obzir: Slika 1. Skica rasporeda boks paleta u rashladnoj komori ƒ tijek kretanja proizvoda ƒ strujanje zraka ƒ oblik poda rashladne komore

95

ISSN 1864-6168 į Ȝ

Širina rashladne komore dobije se iz jednadžbe: B = b୘୔ + 6 ή b୆୔ + 4 ή b୍୆୔ + 2 ή b୞୆୔ , gdje je: B bTP bBP bIBP bZBP

(5)

R୔ =

k

– duljina rashladne komore (m) – duljina boks palete (m) – UD]PDNL]PHÿXERNVSDOHWDL]LGRYD paralelnih na strujanje zraka (m)

Debljina izolacije podova, zidova i stropova lako se RGUHGL SUHPD SUHSRUXþHQLP 5 YULMHGQRVWLPD L]RODFLMH (otpor propuštanju topline). U tablici 1. nalaze se najmanje SUHSRUXþHQH YULMHGQRVWL RWSRUD SURSXãWDQMu WRSOLQH L]RODFLMH NRG UD]OLþLWLK WLSRYD KODGQMDþD SUHPD ASHRAE-u. Izolacije s manjim otporom propuštanju topline ne bi se trebale upotrebljavati kod izolacije KODGQMDþD Otpor propuštanju topline, m2ήOC/W Temp. opseg, OC Podovi Zidovi Krovovi 4 do 10 ------4.4 5.3 do 6.2 -4 do 2 3.5 4.2 do 5.6 6.2 do 7.0 -23 do -29 4.8 do 5.6 6.2 do 7.0 7.9 do 8.8 -40 do -46 5.3 do 7.0 7.9 do 8.8 8.8 do 10.6 Tablica 1. Najmanje pUHSRUXþHQH5YULMHGQRVWLL]RODFLMH prema ASHRAE-u

9DåQR MH UHüL GD WRSOLQVNR RSWHUHüHQMH PRUD ELWL SURUDþXQDWR]DQDMQHSRYROMQLMLVOXþDMWM]DVOXþDMNDGMH toplinsko opterHüHQMH QDMYHüH. Ukupno toplinsko RSWHUHüHQMH UDVKODGQH NRPRUH UDþXQD VH NDR VXPD VYLK spomenutih SRMHGLQDþQLKWRSOLQVNLKRSWHUHüHQMD

7RSOLQVNRRSWHUHüHQMHzbog prijenosa topline

Otpor propuštanju topline nekog materijala može se izUDþXQDWLSRPRüXVOMHGHüH jednadžbe 7 i 8:

gdje je: RP

,

– otpor propuštanju topline podne izolacije (m2ήOC/W) – koeficijent prijelaza topline (W/m2ήOC)

8NXSQR WRSOLQVNR RSWHUHüHQMH UDVKODGQH NRPRUH XNOMXþXMH ƒ prijenos topline koja predstavlja toplinu prenesenu u rashladnu komoru kroz zidove, strop i pod komore, ƒ osjetnu toplinu proizvoda koja predstavlja toplinu odvedenu od proizvoda i toplinu koju generiraju proizvodi smješteni u rashladnoj komori, ƒ unutrašnju toplinu koja predstavlja toplinu koju proizvedu unutrašnji izvori (npr. svjetODHOHNWULþQL motori, radnici), ƒ toplinu ]ERJ KODÿHQMa vanjskog zraka koja predstavlja toplinu povezanu sa zrakom koji ulazi u rashladnu komoru, ƒ toplinu povezanu s rashladnom opremom.

3. IZOLACIJA RASHLADNE KOMORE

஛

(8)

4. 723/,16.2237(5(û(1-( RASHLADNE KOMORE

Širina rashladne komore: B = 11.5 m Duljina rashladne komore: C = 10.5 m Visina rashladne komore: L = 5 m

R୔ =

,

ƒ 3RGSORþHRGHNVWUXGLUDQRJSROLVWLUHQD)ORRUPDWe 300-A, ukupne debljine 125 mm ƒ Zidovi: paneli od tvrde poliuretanske pjene JXVWRüHNJP3, debljine 100 mm ƒ Strop: paneli od tvrde SROLXUHWDQVNHSMHQHJXVWRüH 40 kg/m3, debljine 150 mm ƒ Klizna vrata dimenzija 2400 x 3000 mm, punjena WYUGRPSROLXUHWDQVNRPSMHQRPJXVWRüHNJP3, debljine 100 mm ƒ Klizna vrata dimenzija 900 x 2000 mm, punjena WYUGRPSROLXUHWDQVNRPSMHQRPJXVWRüHNJP3, debljine 100 mm

(6)

9RGHüLVHSUHWKRGQRspomenutim preporukama mogu se L]UDþXQDWL SRWUHEQD ãLULQD L GXOMLQD UDVKODGQH NRPRUH %XGXüL GD VX X SURUDþXQ X]HWH najmanje SUHSRUXþHQH vrijednosti, rezultati su prošireni s faktorom sigurnosti od 10%, te su dobivene dimenzije:

ஔ

୩

8]HYãL X RE]LU SUHSRUXþHQH 5 YULMHGQRVWL za izolaciju rashladne komore iz tabele 1., RGDEUDQL VX VOMHGHüL materijali:

Širina rashladne komore dobije se iz jednadžbe:

gdje je: C cBP cZBP

ଵ

gdje je: RP

– širina rashladne komore (m) – širina transportnog puta (m) – širina boks palete (m) – UD]PDNL]PHÿXERNVSDOHWD (m) – UD]PDNL]PHÿXERNVSDOHWDL]LGRYDRNRPLWLK na strujanje zraka (m)

C = 7 ή c୆୔ + 6 ή b୍୆୔ + 2 ή c୞୆୔ ,

– debljina izolacije (m) – koeficijent vodljivosti topline (W/mOC)

Toplinski tok kroz zidove, pod i strop proporcionalan je razlici tempeUDWXUHL]PHÿXGYLMXVXSURWQLKVWUDQD]LGRYD poda ili stropa. Vrsta i debljina upotrijebljene izolacije, XNXSQD SRYUãLQD NUR] NRMX VH GRJDÿD SULMHOD] WRSOLQH L WHPSHUDWXUQDUD]OLNDL]PHÿXVXSURWQLKVWUDQDL]RODFLMHWUL VX IDNWRUD NRMD RGUHÿXMX WRSOLQVNR opWHUHüHQMH zbog prijenosa topline kroz zidove, pod i strop. Ukupno

(7)

– otpor propuštanju topline podne izolacije (m2ήOC/W)

96

ISSN 1864-6168 Ԃ1

WRSOLQVNR RSWHUHüHQMH zbog prijenosa topline na kraju se SURãLUXMH ]D IDNWRU VLJXUQRVWL RG  ]ERJ PRJXüQRVWL PDQMLKQHWRþQRVWLLQHSRGXGDUQRVWLToplinski tok uslijed SULMHQRVDWRSOLQHUDþXQDVHNDR Qሶ ୘ = k ή A ή (Ԃ୚ െ Ԃ୙ ) ,

ԂU

7RSOLQVNR RSWHUHüHQMH L]UDþXQDYDVHNDR

(9)

Qሶ ୌ୔ =

gdje je: – toplinski tok kroz zidove, pod ili strop (W) Qሶ T k – koeficijent prijelaza topline (W/m2ήOC) A – površina kroz koju se odvija prijelaz topline (m2) – temperatura s vanjske strane izolacije (OC) ԂV – temperatura s unutarnje strane izolacije (OC) ԂU

ଵ ಌ భ భ ାσ ౟ ା ಓ౟ ಉ౬ ಉ౫

,

MDEXND

,

(12)

6YMHåHYRüHLSRYUüHGLãHLWLPHRVOREDÿDWRSOLQXWLMHNRP skladištenja. Ukupni RVORERÿHQL WRSOLQVNL WRN SULOLNRP GLVDQMDMDEXNDUDþXQDVHSUHPDVOMHGHüRMMHGQDGåEL Qሶ ୈ୔ = m ή cୈ୔

(10)

,

(13)

gdje je: – toplinski tok zbog disanja jabuka (W) Qሶ DP m – masa jabuka (kg) – toplinski tok zbog disanja po kilogramu cDP jabuka (W/kg)

4.37RSOLQVNRRSWHUHüHQMHzbog KODÿHQMD vanjskog zraka Kad god su vrata od rashladne komore otvorena, ponešto YDQMVNRJWRSOLMHJ]UDNDL]YDQDXüLüHXNRPRUX7DM]UDN PRUD ELWL RKODÿHQ QD XQXWUDãQMX SURMHNWQX WHPSHUDWXUX ãWR ]QDþL GD SUHGVWDYOMD WRSOLQVNR RSWHUHüHQMH 7R RSWHUHüHQMHMHSRQHNDG]YDQRWRSOLQVNRRSWHUHüHQMHzbog LQILOWUDFLMHLUDþXQDVHSUHPDVOMHGHüRMMHGQDGåEL

7RSOLQVNRRSWHUHüHQMH]ERJRVMHWQH topline proizvoda SURL]YRGLPD

Qሶ ୍ = mሶ ή (h୚ െ h୙ ) ,

ƒ Toplina koja mora biti odvedena kako bi se temperatura proizvoda spustila na unutrašnju projektnu temperaturu ƒ Toplina generirana od strane proizvoda XJODYQRPYRüDLSRYUüD XUDVKODGQRMNRPRUL

gdje je: Qሶ ୍ mሶ hV hU

7RSOLQVNRRSWHUHüHQMHzbog RKODÿLYDQMDSURL]YRGD

(14)

– WRSOLQVNRRSWHUHüHQMHXVOLMHGLQILOWUDFLMH (kW) – SURVMHþQLPDVHQLSURWRN]UDND (kg/s) – VSHFLILþQDHQWDOSLMDYDQMVNRJ]UDND (kJ/kg) – VSHFLILþQDHQWDOSLMDXQXWUDãQMHJ]UDND (kJ/kg)

6SHFLILþQD HQWDOSLMD QH]DVLüHQRJ ]UDND UDþXQD VH SUHPD VOMHGHüRMMHGQDGåEL

Osjetna toplina koju treba odvesti da bi se temperatura proizvoda spustila na unutrašnju projektnu temperaturu L]QDGWHPSHUDWXUHVPU]DYDQMDUDþXQDVHSUHPDVOMHGHüRM formuli: Q ୌ୔ = mୈ ή cଵ ή (Ԃଵ െ Ԃ୙ ) ,

RKODÿLYDQMD

7RSOLQVNRRSWHUHüHQMHzbog disanja jabuka

gdje je: k – koeficijent prijelaza topline (W/m2ήOC) – koeficijent prijelaza topline s okoline na Įu vanjsku stijenku izolacije (W/m2ήOC) – koeficijent prijelaza topline s unutrašnje Įv stijenke na zrak u komori (W/m2ήOC) – debljina pojedinog sloja izolacije (m) įi – toplinska vodljivost pojedinog sloja Ȝi izolacije (W/mOC)

7RSOLQVND RSWHUHüHQMD X]URNRYDQD uskladištenim u rashladnoj komori su:

୕ౄౌ ଷ଺଴଴ή୲ౄౌ

zbog

gdje je: – WRSOLQVNRRSWHUHüHQMHXVOLMHGKODÿHQMD Qሶ HP Proizvoda (W) – YULMHPHRKODÿLYDQMD (h) tHP

%XGXüL GD ]LGRYL VWURS L SRG QHPDMX LVWL NRHILFLMHQW prijelaza topline, potrebno je toplinu dobivenu SULMHQRVRP SURUDþXQDWL ]D VYDNL JUDÿHYLQVNL HOHPHQW posebno, te ih na kraju zbrojiti. Ukupni koeficijent prijelaza topline kroz zidove, pod ili strop može se L]UDþXQDWLSUHPDVOMHGHüRMMHGQDGåEL k=

– maksimalna temperatura s kojom jabuke ulaze XKODGQMDþX (OC) – unutrašnja projektna temperatura (OC)

h = c୞ ή Ԃ + x୚ ή (c୚୔ ή Ԃ + h୚୓ ) , gdje je: h – VSHFLILþQDHQWDOSLMDzraka (kJ/kg) – VSHFLILþQLWRSOLQVNLNDSDFLWHW]UDNDNRG cZ konstantnog pritiska (kJ/kgOC) – VSHFLILþQLtoplinski kapacitet vodene pare cV kod konstantnog pritiska (kJ/kgOC) – toplina isparavanja vode kod 0 OC (kJ/kg) hVO – sadržaj vlage u zraku (kg/kg) xV Ԃ – temperatura zraka (OC)

(11)

gdje je: – toplina odvedena od proizvoda (J) QHP – maksimalni dnevni unos (kg) mD – speFLILþQDWRSOLQD]Djabuke iznad c1 temperature smrzavanja (J/kgOC) 97

(15)

ISSN 1864-6168 0DVHQL SURWRN ]UDND L]UDþXQDYD VH SUHPD SURVMHþQRP broju izmjena zraka na dan prikazanim u tablici 2. Vrijednosti su bazirane na iskustvenim podacima.

gdje je: – WRSOLQVNRRSWHUHüHQMHzbog rasvjete (W) Qୖሶ nRAS – XRELþDMHQDVQDJD rasvjete po jedinici površine (W/m2) – površina poda rashladne komore (m2) AP – YULMHPHXNOMXþHQRVWLUDVYMHWH (h/dan) t ୙୏

nI** VRK* nI** VRK* nI** VRK* 5.7 44.0 56.6 12.0 708 3.0 7 38.0 85 9.5 850 2.7 8.5 34.5 113 8.2 1133 2.3 11.3 29.5 141 7.2 1416 2.0 14.2 26.0 170 6.5 2124 1.6 17 23.0 227 5.5 2832 1.4 22.7 20.0 283 4.9 4248 1.2 28.3 17.5 425 3.9 5663 1.1 42.5 14.0 566 3.5 8495 1.0 7DEOLFD3UHSRUXþHQLEURML]PMHQD]UDND]DUDVKODGQH komore iznad 0 OC [5]

4.4.37RSOLQVNRRSWHUHüHQMH]ERJUDGD YLOLþDUD 3URVMHþQR WRSOLQVNR RSWHUHüHQMH ]ERJ UDGD YLOLþDUD RYLVL R VQD]L XSRWULMHEOMHQRJ YLOLþDUD RGQRVQR R WRSOLQVNRP toku koji on odaje. 3URVMHþQRWRSOLQVNRRSWHUHüHQMHNUR] GDQ]ERJUDGDYLOLþDUDGRELMHVHL]MHGQDGåEH ୲ Qሶ ୚ = Qሶ ୚୘ ή ౑౒ (18) ଶସ gdje je: – SURVMHþQRWRSOLQVNRRSWHUHüHQMH]ERJYLOLþDUD Q୚ሶ (W) ሶ – WRSOLQVNLWRNNRMLRGDMHYLOLþDU (W) Q ୚୘ – YULMHPHXNOMXþHQRVWLYLOLþDUD (h/dan) t ୙୚

*Volumen rashladne komore (m3) **Broj izmjena zraka na dan PULOLNRPSURUDþXQDpRWUHEQRJUDVKODGQRJXþLQka u obzir treba uzeti podatak GDNROLþLQDL]PLMHQMHQRJ]UDNDPRUD biti GRYROMQD GD VH XQXWDU NRPRUH QH SRYHüD koncentracija CO2 iznad 0.5- >@ 8JOMLþQL GLRNVLG nastaje kao produkt „disanja“ proizvoda unutar komore, odnosno kao produkt zbog disanja radnika koji rade unutar komore. Ako nije dovoljno prirodna ventilacija (zbog infiltracije i izmjene zraka otvaranjem vrata), potrebno je ugraditi umjetnu ventilaciju ]DGRYROMDYDMXüHJNDSDFLWHWDDOLVHRQGDWRPRUDX]HWLX RE]LU NRG SURUDþXQD WRSOLQVNRJ RSWHUHüHQMD 8 QDãHP VOXþDMXSULURGQDYHQWLODFLMDüHELWLGRYROMQD

Ako VH NRULVWL YLãH RG MHGQRJ YLOLþDUD SRWUHEQR MH napraviti SURUDþXQ]DVYDNLYLOLþDUWHQDNRQWRJD]EURMLWL VYDRSWHUHüHQMDuslijed njegovog rada.

7RSOLQVNRRSWHUHüHQMHzbog rada rashladne opreme 7RSOLQVNR RSWHUHüHQMH zbog rada rashladne opreme je RELþQR YUOR PDOR NRG UDVKODGQLK NRPRUD V XQXWUDãQMRP projektnom temperaturom iznad -1 OC, te iznosi PDNVLPDOQRRNRFMHORNXSQRJWRSOLQVNRJRSWHUHüHQMD rashladne komore[2] :

4.4. ,QWHUQRWRSOLQVNRRSWHUHüHQMHUDVKODGQH komore

ሶ

gdje je: Q୓ሶ nO Ԃ୙ t ୙ୌ

ሶ

(16)

4.67RSOLQVNRRSWHUHüHQMHzbog rada rashladne opreme

– WRSOLQVNRRSWHUHüHQMH]ERJOMXGL (W) – broj ljudi u rashladnoj komori – unutrašnja projektna temperatura (OC) – YULMHPHSURYHGHQRXKODGQMDþL (h/dan)

.DG VX SURUDþXQDWD VYD WRSOLQVND RSWHUHüHQMD JODYQLK L]YRUD WRSOLQH XNXSQR WRSOLQVNR RSWHUHüHQMH GRELMH VH ]EUDMDQMHP VYLK SRMHGLQDþQLK WRSOLQVNLK RSWHUHüHQMD 3UHSRUXþD VH uzeti faktor sigurnosti od 10 % zbog PRJXüQRVWLPDQMLKQHSRGXGDUQRVWLLQHWRþQRVWL [2].

7RSOLQVNRRSWHUHüHQMH]ERJUDVYMHWH 7RSOLQVNR RSWHUHüHQMH zbog UDVYMHWH UDþXQD VH SUHPD jednadžbi:

Qሶ ୙୏ = ൫Qሶ ୘ + Qሶ ୔ + Qሶ ୍ + Qሶ ୍୒ + Qሶ ୖ୓ ൯ ή 1.1

୲ Qሶ ୖ = nୖ୅ୗ ή A୔ ή ౑ే ,

Qሶ UK

ଶସ

(19)

gdje je: – topliQVNRRSWHUHüHQMH]ERJUDVKODGQHRSUHPH Qሶ RO (W) – toplinski tok kroz zidove, pod ili strop (W) Qሶ T – WRSOLQVNRRSWHUHüHQMH]ERJRVMHWQHWRSOLQH Qሶ P Proizvoda (W) – WRSOLQVNRRSWHUHüHQMHzbog KODÿHQMD Qሶ I vanjskog zraka (W) – interno WRSOLQVNRRSWHUHüHQMH (W) Qሶ IN

Ljudi u rashladnoj komori doprinose ukupnom WRSOLQVNRPRSWHUHüHQMXXL]QRVXNRMLRYLVLRXQXWUDãQMRM projektnoj temperaturi, o vrsti posla koji se obavlja, o vrsti RGMHüHLYHOLþLQLRVREH7RSOLQVNRRSWHUHüHQMHRVREH PRåHVHSURFLMHQLWLVOMHGHüRMMHGQDGåERP ଶସ

ሶ

଴.ଽହ

7RSOLQVNRRSWHUHüHQMH]ERJOMXGL

୲ Qሶ ୓ = n୓ ή (272 െ 6 ή Ԃ୙ ) ή ౑ౄ [2],

ሶ

୕ ା୕ ା୕ ା୕ Qሶ ୖ୓ = ౐ ౌ ౅ ౅ొ ,

(17)

98

– XNXSQRWRSOLQVNRRSWHUHüHQMHUDVKODGQH komore (W)

(20)

ISSN 1864-6168 Qሶ RO Qሶ T Qሶ P Qሶ I Qሶ IN

– WRSOLQVNRRSWHUHüHQMH]ERJUDVKODGQHRSUHPH (W) – toplinski tok kroz zidove, pod ili strop (W) – WRSOLQVNRRSWHUHüHQMH]ERJRVMHWQHWRSOLQH Proizvoda (W) – WRSOLQVNRRSWHUHüHQMH zbog KODÿHQMD vanjskog zraka (W) – LQWHUQRWRSOLQVNRRSWHUHüHQMH (W)

toplinsko RSWHUHüHQMH

436 560 Rashladna oprema 540 Faktor sigurnosti 10% 1070 5DVKODGQLXþLQDN ~11 700 7DEOLFD5H]XOWDWLSURUDþXQDWRSOLQVNRJRSWHUHüHQMD

5. .$5$.7(5,67,ý1(72ý.( 352&(6$+/$Ĉ(1-$

4.7. Efektivno vrijeme rada i rashladni XþLQDN

8OD]QHLQIRUPDFLMHLYDULMDEOHNRGRþLWDQMDSDUDPHWDUDX NDUDNWHULVWLþQLPWRþNDPDSURFHVDKODÿHQMD

5DVKODGQL XþLQDN XUHÿDMD ]D KODÿHQMH WUHEDR EL SRNULWL SRWUHEH ]D KODÿHQMHP X YULMHPH WEF koje je manje od 24 sata kako bi ostalo vremena za održavanje rashladne RSUHPHWHNDNRELVPRLPDOLUH]HUYXNDSDFLWHWDXVOXþDMX NYDUD LOL QHRþHNLYDQR YHOLNRJ WRSOLQVNRJ RSWHUHüHQMD %XGXüL GD VH WRSOLQVNR RSWHUHüHQMH zbog RKODÿLYDQMD proizvoda javlja samo jednom, njegova pojava se može VKYDWLWLLNDRQHRþHNLYDQRYHliko, kratkotrajno, toplinsko RSWHUHüHQMH WH MH ]ERJ WRJD L]RVWDYOMHQ L] SURUDþXQD UDVKODGQRJXþLQND ሶ

ଶସή୕౑ేౄ Qሶ ୖ୙ = ୲ుూ

,

Rasvjeta 9LOLþDU

ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ

radna tvar: R404A temperatura klizanja: ~0.5 OC razlika WHPSHUDWXUDQDLVSDULYDþX: 5 OC razlika temperatura na kondenzatoru: 12.5 OC temperatura pregrijavanja: 5 OC tHPSHUDWXUDSRWKODÿenja: 3 OC

Razlika temperatura na kondenzatoru i na temperaturi SRWKODÿHQMDRYLVLRRGDEUDQRMNRQGHQ]DFLMVNRMMHGLQLFL Razlika WHPSHUDWXUD QD LVSDULYDþLPD RYLVL R UHODWLYQRM vlažnosti zraka unutar rashladne komore. Ovisnost UD]OLNH WHPSHUDWXUD QD LVSDULYDþX i relativne vlažnosti prikazana je u tablici 4. [2].

(21)

gdje je: – UDVKODGQLXþLQDNXUHÿDMD]DKODÿHQMH (kW) Qሶ ୖ୙ Qሶ ୙୏ୌ – XNXSQRWRSOLQVNRRSWHUHüHQMHUDVKODGQH NRPRUHXPDQMHQR]DWRSOLQVNRRSWHUHüHQMH SULOLNRPRKODÿLYDQMDSURL]YRGD (kW) – HIHNWLYQRYULMHPHUDGDUDVKODGQRJXUHÿDMD (h) tEF

Temperaturna razlika, OC Relativna vlažnost 4–5 90 6–7 80 – 85 7–9 65 – 80 9 – 12 50 – 65 7DEOLFD2YLVQRVWUD]OLNHWHPSHUDWXUDQDLVSDULYDþXL relativne vlažnosti

Za tEF VHXSUDNVLXVYDMDMXVOMHGHüHYULMHGQosti [7]: ƒ 12 – VDWL]DKODGQMDNHXGRPDüLQVWYLPD ƒ 14 – 16 sati za NRPHUFLMDOQHUDVKODGQHXUHÿDMH ƒ 16 – VDWL]DLQGXVWULMVNHUDVKODGQHXUHÿDMH

Slika 2. SULND]XMH SURFHV KODÿHQMD X S-h dijagramu za radnu tvar R404A, a tabela 5. RVQRYQH WHUPRGLQDPLþNH YHOLþLQHXNDUDNWHULVWLþQLPWRþNDPDSrocesa.

%XGXüL GD MH SURUDþXQDWR XNXSQR WRSOLQVNR RSWHUHüHQMH YHüH RG SURUDþXQDWRJ UDVKODGQRJ XþLQND za rashladni XþLQDN je usvojena vrijednost ukupnog toplinskog RSWHUHüHQMD Qሶ ୖ୙ = Qሶ ୙୏ = 11.7 kW. Tablica 3. SULND]XMHUH]XOWDWHSURUDþXQDizvedenog prema uputama iz ovog poglavlja. 9UVWDWRSOLQVNRJRSWHUHüHQMD Južni zid Zapadni zid ,VWRþQL]LG Prijenos topline Sjeverni zid Pod Strop Ukupno + 20% Osjetna toplina 2KODÿLYDQMH proizvoda Disanje +ODÿHQMHYDQMVNRJ]UDND Interno Ljudi

Toplinski tok, W 199 267 203 222 439 476 2170 4000 945 1700 267

Slika 2. 3ULND]SURFHVDKODÿHQMDXS-h dijagramu [6]

99

ISSN 1864-6168 ,DNRSRVWRMHLMHGQRVWDYQLMLQDþLQL regulacije temperature, ovaj sustav nudi više prednosti:

7RþND p, kPa v, m3/kg h, kJ/kg ࣖ, OC 1 0 512.78 0.04016 369.8 2 41.16 1523 0.01324 392.3 3 29.5 1523 0.00104 245.3 4 -5.5 512.78 ---------245.3 Tablica 5. Vrijednosti osnovnih WHUPRGLQDPLþNLK YHOLþLQDXNDUDNWHULVWLþQLPWRþNDPDSURFHVDKODÿHQMD]D radnu tvar R404A

ƒ štiti kompresor od odlaska u vakuum ƒ oVOREDÿD LVSDULYDþH XVLVQL YRG L VDP NRPSUHVRU radne tvari prije nego kompresor prekine s radom, kako ne bi došlo do migracije radne tvari u kompresor ƒ 6SUHþDYD SRMDYX NDSOMHYLQH X XVLVQRP YRGX ]D vrijeme pokretanja kompresora

6. ODABIR KOMPONENATA RASHLADNOG SUSTAVA

8. 5$=0-(â7$-,63$5,9$ý$ Dobro strujanje zraka kroz rashladnu komoru je od JRWRYR MHGQDNH YDåQRVWL NDR L LPDWL GRYROMQX NROLþLQX UDVKODGQRJNDSDFLWHWD2KODÿHQL]UDNPRUDELWLXVPMHUHQ prema jabukama da bLLKRKODGLRDOLLGUåDRRKODÿHQLPD Topli se zrak tada vrati u rešetku ispaULYDþD 6 RE]LURP na to GDMHUDVKODGQLXþLQDNUDVSRGiMHOMHQQDLVSDULYDþD SRNUDM LVWRþQRJ L ]DSDGQRJ ]LGD QDOD]LW üH VH SR  LVSDULYDþD NDNR EL VH RVLJXUalo ravnopravno strujanje zraka kroz rashladnu komoru. Slika 4. prikazuje presjek rashladne komore gledano od sjevera ili juga, kao i strujanje zraka u komori.

Oprema, tj. komponente rashladnog sustava odabiru se prema informacijama, parametrima, pretpostavkama i rezultatima L]UDþXQDWLP LOL XVYRMHQLP X GRVDGDãQMHP djelu rada, te su iz kataloga ili softverova SURL]YRÿDþD UDVKODGQHRSUHPHRGDEUDQHVOMHGHüHNRPSRQHQWH ƒ Kondenzacijska jedinica Bitzer LH84/2CC-4.2Y6 V SROXKHUPHWLþNLP NOLSQLP NRPSUHVRURP L ]UDNRP KODÿHQLP NRQGHQzatorom, rashladnog kapaciteta 11.75 kW, ƒ  LVSDULYDþD *XQWQHU 0+) %-EW ukupnog rashladnog kapaciteta od 11.7 kW, ƒ 6 elektromagnetskih ventila Castel 1028/M10 kompatibilnih sa svitcima HM2 9100/RA6 s napajanjem od 220/230 V, ƒ 6 termoekspanzijskih ventila Danfoss TES 2 s YDQMVNLP L]MHGQDþHQMHP WODND L VDSQLFRP  kapaciteta 2 kW.

7. AUTOMATSKI PUMP-DOWN SISTEM Pump-GRZQ VLVWHP MH MHGDQ RG QDþLQD UHJXODFLMH temperature rashladne komore. Slika 3. prikazuje izvedbu „pump-down“ sustava.

Slika 4. SNLFDVPMHãWDMDLVSDULYDþDLVWUXMDQMH zraka (pogled od sjevera)

9. SPOJNI VODOVI Rashladni sustavi su dizajnirani tako da padovi tlaka zbog trenja X FMHYRYRGLPD QH EXGX YHüL RG UD]OLNH WODNRYD HNYLYDOHQWQLP RGUHÿHQRM SURPMHQL WHPSHUDWXUH ]DVLüHQMD 'DNOH UHIHUHQWQD YULMHGQRVW NRG RGUHÿLYDQMD pada tlaka jHVWSURPMHQDWHPSHUDWXUH]DVLüHQMD8YHüLQL VOXþDMHYD UDVKODGQL VXVWDYL GL]DMQLUDQL VX WDNR GD im padovi tlaka zbog trenja u cjevovodima ne rezultiraju SURPMHQRP WHPSHUDWXUH ]DVLüHQMD YHüRP RG  OC za svaki vod. Treba obratiti pozornost na brzinu radne tvari u cjevovodima. Brzina radne tvari u usisnom cjevovodu trebala bi biti od 4.5 do 20 m/s, a brzina radne tvari u kapljevinskom cjevovodu ne bi smjela prelaziti 1.5 m/s [2]. Da bi se pravilno utvrdio promjer, potrebno je odrediti poželjni promjer pojedinog voda u skladu s SUHSRUXþHQLP EU]LQDPD VWUXMDQMD UDGQLK WYDUL D ]DWLP L]UDþXQDWL pad tlaka kroz vodove na temelju tablica s RVWYDULYLPXþLQFLPDSULSURWRNXUDGQHWYDUL5$NUR] FMHYRYRG 3RWUHEQR MH WDNRÿHU pretpostaviti da padovi tlaka u svim elementima spojenima na pojedini vod i svim spojnicama izraženi u ekvivalentnoj dužini

Slika 3. Prikaz „pump-down“ sustava

100

ISSN 1864-6168 cjevovoda iznose 50 – 100 % ukupne duljine cjevovoda. Ako QDMYHüLSDGWODNDzbog trenja u cjevovodu odgovara SURPMHQL WHPSHUDWXUH ]DVLüHQMD PDQMRM RG  OC, treba napraviti dodatni SURUDþXQ VD VWYDUQLP HOHPHQWLPD L spojnicama spojenim na pojedini vod. Padovi tlakova kroz spojnice izraženi u ekvivalentnim dužinama cjevovoda uzimaju se iz tablica. Ako je i tada promjena WHPSHUDWXUH ]DVLüHQMD PDQMD RG  OC, cjevovod je pravilno dimenzioniran [2]. Slike 5. i 6. prikazuju skice kapljevinskog i usisnog cjevovoda rashladne komore prema kojima je napravljen SURUDþXQ

Promjer maksimalnog ili minimalnog promjera voda RGUHÿXMH VH u skladu sa željenim brzinama strujanja SUHPDVOMHGHüRMMHGQDGåEL ସή୫ሶή୴భ

d=ට

஠ή୵

,

(22)

gdje je: d – unutrašnji promjer cjevovoda (m) mሶ – maseni protok (kg/s) – VSHFLILþQLYROXPHQUDGQHWYDULXWRþNL v1 rashladnog procesa (m3/kg) w – brzina strujanja radne tvari (m/s) 3URPMHQDWHPSHUDWXUH]DVLüHQMDradne tvari XRGUHÿHQRP YRGXL]UDþXQDYDVHL]MHGQDGåEH οԂ୞ିୗ୘ = οԂ୞ି୘୅ ή Lୗ୘ ή ቀ

ଵ.଼ ୕ሶ౏౐ ୕౐ఽ

ቁ

[2],

(23)

gdje je: οԂ୞ିୗ୘ – VWYDUQDSURPMHQDWHPSHUDWXUH]DVLüHQMD (OC) οԂ୞ି୘୅ – WDEOLþQDSURPMHQDWHPSHUDWXUH]DVLüHQMD (OC/m) – stvarna duljina voda (m) Lୗ୘ – stvarni potrebni kapacitet (kW) Qሶ ୗ୘ ሶQ୘୅ – WDEOLþQLNDSDFLWHW (kW) Procjena pada tlaka zbog trenja radne tvari u vodu L]UDþXQDYDVHSUHPDMHGQDGåEL οp୘ୖ = Lୗ୘ ή οpᇱ ή ቀ gdje je: οp୘ୖ Lୗ୘ οpƍ Qሶ ୗ୘ Qሶ ୘୅

Slika 5. Skica rasporeda kapljevinskih vodova

ଵ.଼ ୕ሶ౏౐ ቁ ሶ୕౐ఽ

[2],

(24)

– pad tlaka zbog trenja u vodu (Pa) – stvarna duljina voda (m) – WDEOLþQDYULMHGQRVWSDGDWODND (Pa/m) – stvarni potrebni kapacitet (kW) – WDEOLþQLNDSDFLWHW (kW)

Ako kod kapljevinskog cjevovoda postoji vertikalni vod sa strujanjem kapljevine prema JRUHGRüLüHGRGRGDWQRJ SDGD WODND .RG WDNYLK VOXþDMHYD SDG WODND L]QRVL otprilike 11.3 kPa/m[2]. 6OXåHüL VH IRUPXODPD L VNLFDPD spomenutim u ovom SRJODYOMXSURUDþXQRPVXGRELYHQLVOMHGHüLUH]XOWDWL ƒ 0DNVLPDOQDSURPMHQDWHPSHUDWXUH]DVLüHQMD]ERJ pada tlaka uslijed trenja: 0.95 OC ƒ 0DNVLPDOQDSURPMHQDWHPSHUDWXUH]DVLüHQMD]ERJ ukupnog pada tlaka: 2.5 OC ƒ 0DNVLPDOQD SURPMHQD WHPSHUDWXUH ]DVLüHQMD X usisnom cjevovodu: 0.6 OC U tablici 6. nabrojene su duljine i unutarnji promjeri svih potrebnih spojnih vodova po sektorima u skladu sa slikama 5. i 6. Slika 6. Skica rasporeda usisnih vodova

101

ISSN 1864-6168 Duljina, Unutarnji m promjer, mm 1–2 8.2 12 2–3 1.4 10 3–4 0.8 10 3–5 2.5 10 5–6 0.8 10 5–7 3.3 10 2–8 9.5 10 8–9 0.8 10 8 – 10 2.5 10 10 – 11 0.8 10 10 – 12 3.3 10 1–2 7.3 28 2–3 2.1 22 3–4 0.4 15 3–5 2.5 18 5–6 0.4 15 5–7 2.9 15 2–8 10.6 22 8–9 0.4 15 8 – 10 2.5 18 10 – 11 0.4 15 10 – 12 2.9 15 Tablica 6. Dimenzije svih potrebnih spojnih vodova Sektor

[4]

Kapljevinski cjevovod

Vrsta cjevovoda

[5] [6]

Usisni cjevovod

[7]

10. =$./-8ý$. Projektiranje rashladne komore i rashladnog procesa MHGDQ MH RG QDMVORåHQLMLK WHUPRGLQDPLþNLK SURUDþXQD Treba puno informacija da bi se napravio kompletan i što WHPHOMLWLMLSURUDþXQa osoba koja to radi mora biti dobro upoznata s rashladnom tehnikom i termodinamikom. U UDGXMHVYHüRPLOLPDQMRPSUHFL]QRãüXnapravljen UXþQL SURUDþXQ GLPHQ]LMD L]RODFLMH WRSOLQVNRJ RSWHUHüHQMD L dimenzija cjevovoda, te su odabrane komponente rashladnog sustava s obzirom na dobivene rezultate. Svaki od ovih segmenata projektiranja ovisi o mnogo ulaznih varijabli i ovisni su jedan o drugome, te je potrebno s posebnom pR]RUQRãüX razmotriti i L]UDþXQDWL svaki segment. U radu su izneseni korisni savjeti, UMHãHQMDLSUHþDFLPQRJLKOMXGLLWYUWNLNRMHVHJRGLQDPD bave rashladnom tehnikom. U nekim poglavljima rada korišteni su i programski alati, pretežito zbog nedostatka pisane literature na traženu temu ili zbog potrebe za što SUHFL]QLMLPSURUDþXQRPLRGDELURPNRPSRQHQDWD

11. LITERATURA [1] Heatcraft Engineering Manual, (2008), Commercial Regrigeration, Cooling and Freezing, Load Calculation and Reference Guide, H-ENGM0408, http://www.heatcraftrpd.com/products/PDF/Misc/E M.pdf, 11. lipanj 2011. [2] ASHRAE Handbook, (2006), Refrigeration S-I Edition, American Society of Heating, Atlanta, [3] Alaska Food Coalition, (2010), FIFO: First In First Out, Volume 3, Number 6, 102

http://www.alaskafood.org/materials/FIFO.pdf, 11. lipanj 2011. Fraser H.W., (1992), Sizing and Laying Out a ShortTerm (Summer) Refrigerated Storage for Fruits and Vegetables, http://www.omafra.gov.on.ca/english/engineer/facts/ 92-124.htm#Storage%20Shape, 11. lipanj 2011. 9XMLü65DVKODGQLXUHÿDML, Univerzitet u Beogradu, 1980, ISBN 86-7083-153-8 ASHRAE Handbook, (2009), Fundamentals S-I Edition, American Society of Heating, Atlanta, 3DYNRYLü % %RåXQRYLü $: 7HKQLND KODÿHQMD, 6YHXþLOLãWHX5LMHFL5LMHND