Aplcatiile frigului artificial în industria alimentara Lantul frigorific

1. Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaFacultatea de MecanicaSpecialitatea Masini si Echipamente TermiceProiect de diplomaProiectarea instalatiei aferenteunei vitrine frigorificeOprita Cristian Mircea

2. Aplcatiile frigului artificial în industria alimentaraLantul frigorific Lantul frigorific: • unitati de productie: proces tehnologic, depozitare pana la expediere • antrepozite frigorifice: generale sau plivalente • frigorifere de “mic gros”: veriga intermitenta intre frigorifere de stocaj si unitati de alimenatie publica • camere frigorifice: monolit sau demonatbile • dulapuri frigorifice • vitrine frigorifice: pentru expunerea spre comercializare a produselor alimentare • frigidere casnice Mijloace de transport: • izoterme • refrigerante • firgorifere

3. Vitrine frigorifice-prima clasificare • Vitrine de tip “inchis” -se folosesc în principal la produse neambalate -racirea poate fi naturală sau fortata • Vitrine de tip “deschis” -în general produsele trebuie să fie ambalate -convectia fortata trebuie să fie atent studiata, în special la produsele congelate

4. Vitrine frigorifice-a doua clasificare • Vitrine orizontale • Vitrine verticale • Vitrine tip gondola

5. Destinatia vitrinei proiectate. Stabilirea caracteristicilor • Prezentarea produselor alimentare in vederea comercializarii • Temperatura interioara 0-6oC, iar cea exterioara maxim 32oC • Agent frigorific: R22 • O singură treapta de comprimare • Subracire regenerativa

6. Calculul termic al izolaţiilor • Rolul izolatiilor frigorifice • Principalele materiale folosite: polistirenulexpandat, spuma de poliuretan, ampora, ş.a. • Calculul termic al izolatiilor: în functie de diferenta maxima dintre temperatura interioara şi cea exterioara -calculul grosimii izolatiilor pentru spatiul refrigerat - verificarea evitarii condensarii vaporilor de apa din aer în izolatie

7. Determinarea necesarului de frig Necesarul de frig se calculeaza ca suma dintre urmatoarele pierderi de caldura: • prin izolatie • prin incalzirea produselor in timpul procesului de aprovizionare • datorate deschiderii usilor de servire • datorate instalatiei de iluminat • datorate functionarii motorului electric

8. Metode de calcul folosite în acest proiect Se folosescdoua metode de calcul in proiectarea instalatiei frigorifice: • Metode clasice de calcul: modele matematice ale proceselor • Metode numerice: -CoolPack, pentru calculul şi proiectarea instalatiei frigorifice -RDM, program de element finit, pentru calcule de rezistenta

9. CoolPack Program de simulare a proceselor dintr-o instalatie frigorifica In acest proiect s-au folosit doua module: • Refrigeration Utilities, pentru trasarea diagramelor • Evaluation, pentru studiul de la sfarsitul proiectului In continuare, se prezinta modul de folosire al modulului Refrigeration Utilities

15. Programul de calcul cu elemente finite RDM • RDM - program de calcule de rezistenta care foloseste metoda elementelor finite • S-a folosit modulul “Flexion”, pentru calculul la incovoiere al tevilor vaporizatorului şi condensatorului In continuare se prezinta modul de functionare al modulului Flexion”

20. Calculul termic al instalatieiAlegerea variantei optime Variantele posibile trebuie săindeplineasca urmatoarele conditii: Sa functioneze cu R22 Sa functioneze într-o singura treapta de comprimare Sa aiba cea mai mare eficienta frigorifica

21. Ciclul fara subracireîn domeniul vaporilor supraincalziti

22. Ciclul cu subracire

23. Ciclul cu subracire regenerativa

24. Calculul de proiectare a vaporizatoruluiCalculul termic si constructiv • Se aleg dimeniunile constructive ale tevilor si aripioarelor • Se calculeaza lungimea şi inaltimea vaporizatorului • 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

25. Vaporizator - desen de ansamblu

26. Calculul fluido-dinamic Convectie naturală Pierderile de presiune de partea aerului sunt neglijabile Nu este necesar calculul fluido-dinamic

27. Calculul de rezistenta – metoda clasica Scopul: verificarea la rezistenta sub actiunea propriei greutati şi sub cea a greutatii agentului frigorific Pot apare două situatii: • 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 • nu e nevoie de elemnte de sustinere: tensiunea este mai mica decat cea admisibila În proiect, nu e nevoie de elemente de sustinere.

28. Calculul de rezistenta-metoda elementului finit • Se foloseste programul RDM • Date de intrare: -natura materialului -diametrul exterior -grosimea tevii -natura incastrarilor -sarcinile care actioneaza • Date de iesire: -calcul -diagrame

29. 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 • Rezultă puterea electrica necesara antrenarii ventilatorului • Se alege un ventilator axial orizontal de tip WATT 400/9

30. Condensator - desen de ansamblu

31. Calculul de rezistenţa – 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

32. Calculul de alegere al compresorului • Se considera debitul volumic de agent frigorific • Se calculeaza coeficientul de debit total • Se calculeaza debitul volumic teoretic • Se alege compresorul Bitzer 2KC-05.2

33. Calculul de alegerea al schimbatorului intern de caldura • Se calculeaza diferenta medie logaritmica de temperatura • Se calculeaza suprafata necesara scimbului de caldura • Se alege un schimbator intern a carui putere sa fie mai mare decat cea rezultata din calcul, pentru a acoperi posibilele suprasarcini

34. Calculul economic de principiu al instalatiei Se prezinta lista de preturi pentru componentele instalatiei si se calculeaza urmatoarele cheltuieli: • Cheltuielile pentru transport (5% din costul materialelor) • Salarii • CAS (7% din salarii) • Ajutor somaj (5% din salarii) • Regie sectii (20% din salarii + CAS) • Cost sectii (suma costurilor anterioare) • Regie intreprindere (10% din cost sectii) • Cost intreprindere (costul sectiei + regia intreprinderii) • Beneficiu = 10% din costul intreprinderii • Total preturi = beneficiu + cost intreprindere

35. 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)

36. Studiul variatiei consumurilor energeticeîn functie de o serie de parametrifolosind programul CoolPack

41. Etapele realizarii proiectului • 1 • 3 • 5 • 4 • 2 ? sau Rezultatul obtinut: