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Comment calcule-t-on la charge de refroidissement?

Comment la charge de refroidissement est-elle calculée?

Qu'est-ce qu'une chambre froide?

La chambre froide est utilisée pour ralentir la détérioration de la détérioration rapide des produits, tels que les légumes et la viande de fruits, et le garder frais aussi longtemps que possible. La chaleur est un facteur qui accélère la dégradation du produit. Pour cette raison, la chaleur dans l'atmosphère dans les chambres froides sont enlevées et les produits sont refroidis.

Des systèmes de refroidissement sont nécessaires pour s'assurer que la température est contrôlée avec précision et automatiquement afin de garder la chaleur à l'écart de l'environnement et de stocker les produits stockés aussi longtemps que possible.

Pour enlever la chaleur de l'environnement et pour effectuer un processus de refroidissement approprié, il est nécessaire de calculer ce que la charge de refroidissement sera. charge de refroidissement; Le produit stocké dans l'entrepôt, la zone où l'entrepôt sera installé varie tout au long de la journée selon la façon dont l'entrepôt est utilisé, de sorte que dans la plupart des cas, la charge de refroidissement moyen est calculée et la capacité de refroidissement du système à établir est calculée en conséquence.

 

Sources de chaleur de chambre froide

Dans les chambres froides, la récupération de chaleur est habituellement de 5-15% par des charges de transmission. Il y a donc une énergie thermique qui coule dans la chambre froide depuis le toit, les murs et le plancher de l'entrepôt.

La chaleur coule toujours du chaud au froid, et la partie intérieure de la chambre froide est beaucoup plus froide que l'environnement environnant, ainsi la chaleur essaye toujours d'entrer dans la zone due à cette différence de température. Si l'entreposage à froid est exposé directement au soleil, le transfert de chaleur sera plus élevé.

Un autre facteur affectant la charge de refroidissement est la charge des produits placés dans le réservoir. Les charges de refroidissement des produits constituent 55-75% du gain calorifique total. En outre, cela va créer une charge de refroidissement supplémentaire si le produit est refroidi, comme un second choc, le gel ou le refroidissement avancé.

Lorsque vous faites un compte de gain de chaleur, il est également nécessaire d'envisager l'emballage, parce que l'emballage du produit sera également exposé au refroidissement dans l'entrepôt.

En outre, si les fruits et les légumes sont à refroidir, ces produits doivent être pris en compte parce qu'ils sont vivants et produisent de la chaleur dans l'environnement de respiration.

La prochaine chose à considérer est les charges internes qui sont autour de 10-20%. Il s'agit d'un gain de chaleur de l'équipement comme la chaleur, chariots élévateurs, l'éclairage de personnes travaillant dans la chambre froide. Pour cette raison, des facteurs tels que l'équipement à utiliser pour charger et décharger les produits entreposés, le nombre de personnes employées dans l'entrepôt, le temps consacré au chargement/déchargement devraient être inclus dans le compte de gain de chaleur.

En outre, nous devons prendre en considération l'équipement de refroidissement dans la salle, qui formera approximativement 1-10% de la charge totale de refroidissement. Pour ce faire, il est nécessaire de connaître le degré de moteurs de ventilateur et combien de temps il fonctionnera tous les jours et d'inclure la chaleur que l'évaporateur donne à l'environnement pendant le dégivrage.

La dernière chose à considérer est l'air qui fuit dans la pièce affectant 1-10% de la charge de refroidissement. Cela se produit lorsque la porte de la chambre froide est ouverte. L'autre problème est la ventilation. Parce que les fruits et légumes exposent le dioxyde de carbone, certains entrepôts nécessitent ventilateurs de ventilation. Cet air doit également être inclus dans le compte de gain de chaleur, car il doit être refroidi.

Exemple de calcul de la charge de refroidissement

Faisons un exemple d'un calcul de la charge de refroidissement simplifié pour une chambre froide:

Compte de charge de transmission

  • La taille de notre entrepôt frigorifique est de 6M de long, 5m de large et 4m de haut.
  • L'air ambiant (l'endroit où le dépôt est situé) est de 30 ° c avec 50% RH, l'air intérieur (la condition d'air nécessaire pour être dans le réservoir) est 95% humidité relative 1 ° c.
  • Murs, toitures et planchers, U 0,28 w/m2. La valeur de K est isolée avec du polyuréthane 80 mm.
  • La température du sol est de 10 ° c.

Pour calculer la charge de transmission, nous allons utiliser une formule comme ceci:

Q = U x A x (température externe – température interne) x 24 ÷ 1000

  • Q = kWh/G charge thermique
  • u = valeur d'isolation u (nous connaissons déjà cette valeur) (W/m2. K
  • A = surface du mur, du toit et du sol (nous calculerons ceci) (m2)
  • Température interne = température de l'air à l'intérieur de la pièce (° C)
  • Température extérieure = température de l'air ambiant (° C)
  • 24 = nombre d'heures par jour
  • 1000 = conversion de Watt à kW.

"a" est très facile à calculer:

  1. Mur = 6M x 4m = 24m2
  2. Mur = 6M x 4m = 24m2
  3. Wall = 5m x 4m = 20m2
  4. Wall = 5m x 4m = 20m2

Toit = 5m x 6M = 30m2

Plancher = 5m x 6M = 30m2

Vous devez calculer le plancher séparément du mur et du plafond, parce que la différence de température est différente sous le plancher, ainsi le transfert de chaleur sera différent.

Murs et toiture

Q = U x A x (température externe – température interne) x 24 ÷ 1000

Q = 0,28 w/m2. K x 148m2 x (30 ° c-1 ° c) x 24 ÷ 1000

Q = 28,8 kWh/jour

[148m2 = 24m2 + 24m2 + 20m2 + 20m2 + 30m2 + 30m2]

Étage

Q = U x A x (température externe – température interne) x 24 ÷ 1000

Q = 0,28 w/m2. K x 30m2 x (10 ° c-1 ° c) x 24 ÷ 1000

Q = 1,8 kWh/jour

Gain de température de transmission journalière totale = 28,8 kWh/jour + 1,8 kWh/jour = 30,6 kWh/jour

 

Installation du produit-compte de charge de refroidissement du changement de produit

Dans l'étape suivante, nous calculerons la charge de refroidissement en fonction de la température provenant du remplacement du nouveau produit dans la chambre froide.

Nous allons stocker les pommes pour cet échantillon. Si vous allez effectuer des opérations telles que le gel, refroidissement avancé, ainsi que le refroidissement des produits, vous devez faire leurs calculs de gain de chaleur séparément. Nous ne faisons que refroidir dans cet exemple.

La nouvelle pomme de 4 000 kg, avec une température de 5 ° c et 3,65 kJ/kg, vient chaque jour à l'entrepôt.

Nous pouvons utiliser la formule suivante pour ce compte:

Q = m x CP x (température d'entrée du produit – température dans le réservoir)/3600

  • Q = kWh/jour
  • CP = capacité calorifique spécifique du produit (kJ/kg. ° c)
  • m = masse des produits nouvellement ajoutés (kg)
  • Température d'entrée du produit = température d'entrée des produits (° c)
  • Température dans le réservoir = température à l'intérieur du réservoir (° c)
  • 3600 = convertir de kJ en kWh

Calcul

Q = m x CP x (température d'entrée du produit – température dans le réservoir)/3600

Q = 4 000 kg x 3,65 kJ/kg ° c x (5 ° c-1 ° c)/3600

Q = 16kWh/jour

 

 

Compte de charge de refroidissement de l'inhalateur de produit

L'étape suivante est le compte de la charge de refroidissement de la respiration du produit.  Dans cet exemple, nous utilisons la température respiratoire du produit en moyenne quotidiennement 1,9 kJ/kg, mais le taux varie en fonction du temps et de la température. Dans cet exemple, parce que cette charge de refroidissement n'est pas considérée comme critique, nous n'appliquons qu'une seule valeur pour simplifier le calcul. Dans cet exemple, une pomme de 20 000 kg est conservée dans l'entrepôt.

Pour calculer cela, nous allons utiliser la formule suivante:

Q = m x resp/3600

  • Q = kWh/jour
  • m = quantité de produit entreposée (kg)
  • RESP = température respiratoire du produit (1,9 kJ/kg)
  • 3600 = convertit kJ en kWh.

Q = m x resp/3600

Q = 20 000 kg x 1,9 kJ/kg/3600

Q = 10,5 kWh/jour

Ainsi, lorsque nous calculons la charge de refroidissement à partir du nouveau produit entrant dans l'entrepôt et la charge de refroidissement du produit en raison de ses voies respiratoires; Au total, nous avons atteint une charge de refroidissement de 26,5 kWh/jour.

 

 

Charge thermique interne – le compte de charge de refroidissement des personnes

L'étape suivante consiste à calculer les charges de chaleur des personnes travaillant dans l'entrepôt. En supposant qu'il ya 2 personnes travaillant 4 heures par jour dans le stockage au froid, nous pouvons prédire qu'ils peuvent créer 270 watts de chaleur par heure.

Nous allons utiliser la formule suivante:

Q = nombre d'employés x temps x chaleur/1000

  • Q = kWh/jour
  • Nombre d'employés = nombre de personnes travaillant dans le référentiel
  • Temps = par habitant, durée du temps passé dans le référentiel (heures)
  • Chaleur = perte de chaleur par heure (watts)
  • 1000 = convertit seulement Watt en kW

Calcul:

Q = nombre d'employés x temps x chaleur/1000

Q = 2 x 4 heures x 270 watts/1000

Q = 2,16 kWh/jour

 

Charge thermique interne – compte de charge de refroidissement de l'illumination

Dans l'étape suivante, nous calculerons la chaleur générée par l'éclairage. C'est assez simple et nous pouvons utiliser la formule suivante.

Q = lampe x temps x Watt/1000

  • Q = kWh/jour,
  • Lumières = nombre de lampes dans la chambre froide
  • heure = jour d'utilisation
  • Watts = puissance nominale des lampes
  • 1000 = convertit Watt en kW.

Si chacun d'eux a 3 lampes à 100W, si cela fonctionne 4 heures par jour, le calcul est le suivant:

Q = lampe x temps x Watt/1000

Q = 3 x 4 heures x 100W/1000

Q = 1,2 kWh/jour

Charge interne totale: charge de chaleur des personnes (2,16 kWh/jour) et charge thermique d'éclairage (1,2 kWh/jour) nous obtenons un total de 3,36 kWh/jour.

 

Compte de charge de charge-refroidissement d'équipement des moteurs de ventilateur

Maintenant, nous allons calculer le gain de chaleur des moteurs de ventilateurs des évaporateurs.

Q = ventilateurs x temps x Watt/1000

  • Q = kWh/jour
  • Ventilateurs = numéro de ventilateur
  • Temps = temps de travail journalier du ventilateur (heures)
  • Watt = Puissance nominale des ventilateurs moteurs (watts)
  • 1000 = convertir de Watt en KW.

Dans cet évaporateur de chambre froide, chacun utilise une valeur de 200W de 3 ventilateurs et nous supposons qu'ils travailleront 14 heures par jour.

Calcul:

Q = ventilateurs x temps x Watt/1000

Q = 3 x 14 heures x 200 W/1000

Q = 8,4 kWh/jour

 

Équipement charge-refroidissement compte de charge de ventilateur moteurs dégivrage

Nous calculerons maintenant la charge thermique résultant de la fonte des glaces de l'évaporateur. Pour le calculer, nous utilisons la formule suivante:

Q = puissance x temps x cycle de dégivrage x efficacité

  • Q = kWh/jour,
  • Puissance = puissance nominale de l'élément chauffant (kW)
  • Temps = temps de travail de dégivrage (heures)
  • Cycle de dégivrage = nombre de fois où le cycle de dégivrage se produit en un jour
  • rendement = Pourcentage de chaleur transférée dans l'environnement

Dans cet exemple, dans notre chambre froide, un élément chauffant électrique d'une valeur de 1,2 kW est utilisé. Il fonctionne 3 fois par jour, 30 minutes, et 30% de toute l'énergie consommée est transférée à la chambre froide.

Q = 1,2 kW x 0,5 heures x 3 x 0,3

Q = 0,54 kWh/jour

La charge totale de refroidissement de l'équipement est équivalente à la charge calorifique du ventilateur (8,4 kWh/jour) plus la charge calorifique de dégivrage (0,54 kWh/jour), 8,94 kWh/jour.

 

Compte de charge de refroidissement de l'infiltration

Maintenant, nous avons besoin de calculer la charge de chaleur de l'infiltration d'air (fuite). Si nous utilisons une formule simplifiée:

Q = volume x énergie x changement x (température extérieure – température interne)/3600

  • Q = kWh/j
  • Changement = nombre de changements de volume dans la journée
  • Volume = volume de stockage à froid
  • Énergie = degré centigrade d'énergie par mètre cube
  • Température externe = température de l'air ambiant
  • Température interne = température ambiante froide
  • 3600 = convertit seulement de kJ en kWh.

En supposant que la porte va créer 5 changements d'air en volume par jour en raison de l'entrée du produit à l'entrepôt, le volume est calculé comme 120m3, chaque mètre cube de nouvel air 2kJ/° c, air 30 ° c à l'extérieur et l'air dans le réservoir 1 ° c

Q = changement x volume x énergie x (température extérieure – température interne)/3600

Q = 5 x 120m3 x 2kJ/° c x (30 ° c-1 ° c)/3600

Q = 9,67 kWh/jour

Charge de refroidissement totale

Pour calculer la charge de refroidissement totale, nous ne recueillerons que toutes les valeurs calculées.

Charge de transmission: 28,8 kWh/jour

Téléchargement de produit: 26,5 kWh/Day

Charge interne: 3,36 kWh/jour

Charge d'équipement: 8,94 kWh/jour

Charge d'infiltration: 9,67 kWh/jour

Total = 77,27 kWh/jour

Facteur de sécurité

Pour tenir compte des erreurs et des variations de la conception, nous devons également appliquer un facteur de sécurité au calcul. Une déviation de 10% à 30% peut être ajoutée pour calculer ceci.

Dans cet exemple, nous utilisons un facteur de sécurité de 20%. Par conséquent, si nous multiplions la charge de refroidissement par le facteur de sécurité 1,2, nous aurons une charge de refroidissement totale de 92,7 kWh/jour.

Calculateur de capacité de refroidissement

La dernière chose que nous devons faire est de calculer la capacité de refroidissement qui est nécessaire pour éliminer ce gain de chaleur de l'environnement. Pour cela, la charge de refroidissement totale calculée est divisée en 14, en fonction du fonctionnement de l'appareil 14 heures par jour. Cela signifie que la capacité requise par notre unité de réfrigération doit être de 92, 7/14 = 6, 6kW.

 

 

K: stockage et préparation de produits de jardin pour le marché "Somtad Publications Manuel no: 1" Haz. Prof. Dr. rahmi Türk, Prof. Dr. Nurdan Tuna Güneş, Prof. Dr Mustafa, professeur. Dr. Mehmet Ali Koyuncu/2017

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