UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ

„ION IONESCU DE LA BRAD” DIN IAŞI

FACULTATEA DE AGRICULTURĂ

SPECIALIZAREA:TEHNOLOGIA PRELUCRĂRII PRODUSELOR AGROALIMENTARE

PROIECT

Instalatii frigorifice

Coordonator ştiintific,

Asist.dr. Virgil Vlahidis

Studenti,

Vîlcu Cosmin şi Vîşcu David

An III,Grupa 466,TPPA

IAŞI 2013

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ

„ION IONESCU DE LA BRAD” DIN IAŞI

Tema proiectului:

Determinarea parametrilor aerului utilizat pentru încălzirea pe perioada de iarnă a unei

camere de cămin

Cuprins

1. DETERMINAREA SARCINII TERMICE DE IARNĂ1.1 Fluxul termic cedat prin transmisie1.2 Coeficienţii AO ş i Ac

1.3 Sarcina termică pentru încălzirea aerului infiltrat prin neetanşeiţăţi2. DETERMINAREA SARCINII DE UMIDITATE

2.1 Debite de umiditate degajată2.2 Debite de umiditate preluată

3. PARAMETRII AERULUI INSUFLAT

INTRODUCERE:

Parametrii camerei pentru care se calculează necesarul de caldură pentru încălzire sunt:

Dimensiunile camerei : Llh; 4,83,52,5; Grosimea peretelui exterior este de 0,3 m, confecţionat din zidărie de cărămidă cu 0,05 m

polistiren expandat (Fig 1.a); Pereţii interiori sunt confecţionaţi din 0,3 m din zidărie cărămidă de 0,3 m (Fig 1.b); Podeaua şi plafonul sunt confecţionaţi din beton armat cu grosimea de 0,2 m; Dimensiunile uşii sunt: h 2,10 m; l = 0,8 m; Fereastra are urmatoarele dimensiuni: h = 1,2 m; l = 2 m.

a. b.Figura 1- Perete exterior cameră Figura 2. Perete interior cameră

Etapa I: Determinarea sarcinii termice de iarnă

Calculul sarcinii termice de iarnă se face conform indicaţiilor SR 1907 1/1997 şi SR 1907 2/1997 cu relaţia:

∆ Q=QT(1+Ac+ Ao

100 )+Qi W (1)

Unde: QT fluxul termic cedat prin transmisie datorită diferenţei de temperatură dintre interior si exterior; Ac , Ao indici pentru orientare si pentru compensarea suprafetelor reci;

Qi sarcina termică pentru încălzirea aerului prin neetanşeităţile uşilor şi ferestrelor şi a aerului pătruns prin deschiderea acestora.

1.1 Fluxul termic cedat prin transmisie

Se calculează ca sumă a fluxurilor termice cedate prin fiecare element al construcţiei (pereţi, plafon, pardoseală, tîmplărie) cu relaţia:

QT=∑ cm ∙ m∙ A ∙ti−t e

R❑ W (2)

În care : cm coeficient de corecţie in funcţie de masa specifică a elementelor de construcţie: pentru cm=1

m coeficient de masivitate termică conform STAS 6472/380 se adoptă m1, pentru elemente de construcţie şi m 0,5 pentru tâmplărie;

A aria elementului de construcţie;t i temperatura din interiorul încăperii t i 20℃;t e temperatura mediului din exteriorul încăperii; t e 18℃, iar pentru încăperile alăturate t e=ti – (ά …5)℃;

Ros rezistenţa termică corectată a elementelui de construcţie: Perete exterior (fig 1) format din zidărie şi izolaţie din polistiren exapandat.Ros se

determină cu relaţia: Ros=R se+R st k ∙m2

W (3) în care:

R se rezistenţa termică specifică la propagarea căldurii spre exterior.

R se 0,042 k ∙m2

W

R st rezistenţa specifică la permeabilitate termică:

R st=d1

b1 ∙ λ1

+d2

b2 ∙ λ2 k ∙m2

W (4) în care:

d1 ş i d2−¿grosimile termoizolaţiei respectiv zidăriile peretelui;b1=1,1 şi b2=1 coeficienţi de corecţie;

λ1=0,04W

m∙ Kşi λ2=0,80

Wm∙ K

coeficienţi de conductivitate termică.

Perete interior d=0,3 m ; Ros=R se+R st in care:

R se 0,042 k ∙m2

W;

R st=d

b ∙ λk ∙m2

W (5)

b 1;

λ 0,80 W

m∙ K

Podea şi plafon:realizate din beton armat de 20 cm. Grosime : Ros=R se+R st; in care :

R se 0,042 k ∙m2

W;

R st=d

b ∙ λ❑ k ∙m2

W

d=0,2 m;

b 1;

λ❑2,03 W

m∙ K .

Pentru tamplarie:

Fereastră cu dimensiunile: L=2m, h=1.2m si usa h=2.10m l=0.8m

Ros=0,39 k ∙m2

W.

QT=1∙ 1 ∙ (l ∙ h−Ageam ) ∙20− (−18 )

0,042+0,05

1,1∙ 0,04+

0,31∙ 0,80

+1 ∙1∙ ( L∙ h−Luşă−huşă ) ∙ 20−15

0,042+0,3

1 ∙0,80

+2∙ (1 ∙1 ∙l ∙ h ) ∙ 20−18

0,042+o ,3

1 ∙ 0,8

+2 ∙[1∙ 1(l ∙ L)∙ 20−1 8

0,042+0,2

1 ∙2 , 03

]+1∙ 0,5 ∙ Ageam ∙20−(−18 )

o ,39+1 ∙ 0,5∙ Auşă ∙

20−150 ,3 9

QT=897,35 W

1.2 Coeficienţii AO şi Ac

Coeficientul AOse numeşte adaos de orientare se determină conform tabelului II numai pentru pereţii exteriori alegandu-se coeficientul pentru orientarea cea mai defavorabila.

Tabel 1. Adaosuri de orientare

Coeficientul Ac pentru compensarea suprafeţei reci se utilizeaza in cazul in care

rezistenta termica medie a incaperii Rm este mai mica decat 10 m2∙ grd /W . Rm se calculează cu relaţia:

Rm=AT ∙(ti−te )∙ cm

QT

(7)

În care: AT suprafaţa totală a încăperii m2.

Valoarea coeficientului Ac se determină din figura 3 din figura 3 (SR 1907 1/1997).

Figura 3. Adaosul de compensare a efectului suprafeţelor reci

AT=2 ∙ ( L ∙l+L ∙ h+l ∙ h )=2∙¿

Rm=AT ∙(ti−te )∙ cm

QT

=75,1 ∙20−(−18)∙1

897,35=3,18 grd ∙ m2

W Ac 6 , 2

1.3 Sarcina termică pentru încălzirea aerului infiltrat prin neetanşeiţăţiSe determină ca valoare maximă dintre sarcinile termice Qi 1 şi Qi2. Qi 1este sarcina termică

determinată de debitul de aer proaspăt impus de condiţiile de confort. Qi 2 este sarcina termică

determinată in functie de viteza convenţională a vântului.Pentru Qi 1 se foloseste relatia:

Qi 1=nao ∙ cm∙ V ∙ ρ ∙ c p ∙ (t i−t e)+Q u ∙(1+Ac

100) W (8)

În care: nao debitul de aer proaspăt; pentru încăperi de locuit nao=0,22∙ 10−3 m3/ Sm3 ∙V cam

;

V volumul camerei m3;ρ(ti) densitatea aerului la temperatura ti;ρ(ti) 1,26 kgm3;

c p căldura specifică a aerului;cp =917 J/kg∙gradQu sarcina termică pentru încălzirea aerului.Pentru deschiderea geamurilor:

Qu=0,31 ∙ Ag ∙ n ∙ (t i−t e )∙ cm W (9)

În care: Ag aria geamului m2;n numărul de deschideri al geamului întro oră.

Qu=0,31∙ A fg ∙ n∙ (t i−t e) ∙ cm=65,66 W

Qi 1=nao ∙ cm∙ V ∙ ρ ∙ c p ∙ (t i−t e)+Q u ∙(1+Ac

100 )=¿W

Qi 2=cm ∙ E ∙∑ i ∙ L❑∙ V 4 /3 ∙ (t i−t e)+Qu ∙(1+Ac

100) (10)

Qi 2=(1 ∙1 ∙ 0,1389∙ 7,6 ∙ 8,55 ∙38 )+65,66 ∙(1+ 6,2100 )=433,97 W

Tabel 2. Coeficienţi de infiltraţie

Tabel 3. Viteza convenţională de calcul a vântului

∆ Q=QT(1+Ac+ Ao

100 )+Qi=897,35 ∙(1+ 6,2100 )+500,57=1451,76W

Etapa II: DETERMINAREA SARCINII DE UMIDITATE:

Sarcina de umiditate este exprimată prin relaţia:∆ G v=Gd−G p kgh (12)

Unde: Gd debite de umiditate degajată;G p debite de umiditate preluată.2.1 Debite de umiditate degajatăSe consideră că degajarea de umiditate se datorează doar prezenţei oamenilor în încăpere

şi se neglijează alte degajări de vapori de apă:Gd=Go=N ∙ gom kgh (13)

Unde: Go debitul de umiditate totală degajată de om;N numarul de persoane, N4;gom degajarea de umiditate a unei persoane, în funcţie de activitatea desfaşurată

(figura III.4 din STAS 66482 70), gom 35 gh.2.2 Debite de umiditate preluatăProcesele care conduc la consumul de umiditate sunt reduse şi pot fi neglijate. Exemple

de astfel de procese: absorbţia vaporilor de apă de către substanţele higroscopice, condensare pe ferestre, pe suprafeţe reci.

G p 0 (14)

Gd=Go=N ∙ gom=4 ∙35

1000=0,14 kgh

Etapa III: Parametrii aerului insuflat

Se foloseşte diagrama Mollier în coordonate conţinut de umiditate- entalpie specifică (x i) realizânduse următoarele etape (figura 5):

1. Se determină punctul I cunoscând t i şi umiditatea relativă φ i=60 % conform STAS 6472/389 şi STAS 66482 70.

2. Se calculează coeficientul de termoumiditate: ε=∆ Q∆ Gv

kJkg (15)

În care: ε este raportul care reprezintă preluarea simultană de căldură şi umiditate în incinta condiţionată.

3. Prin punctul I se trasează o paralelă la dreapta corespunzătoare valorii calculate a coeficientului de termoumiditate, de pe periferia diagramei i x.

4. Punctul C care reprezintă parametrii aerului refulat de instalaţia de climatizare se determină la intersecţia dintre paralela trasată prin punctul I şi dreapta corespunzătoare

temperaturii t c; t c,reprezentând temperatura aerului refulat se adoptă cu 6 până la 10℃ mai

mare decât

t i

. 5. Figura 5.Determinarea parametrilor aerului insuflat.

Debitul de aer necesar încălzirii încăperii rezultă din relaţia:

L=∆ Q∆ i

=∆ G v

∆ x kgh (16)

în care :∆ i=iC−i I [KJ/kg] (17)

∆ x=x I−xC (18)

∆ G v=Gd−G p 0,14 kgh

Valoarea coeficientului de termoumiditate este:

ε=∆ Q∆ Gv

=2006,29∙ 3,60,14

=51590,31 kJkg

Debitul de aer pentru încălzirea camerei are valoarea :

L=∆ Q∆ i

=2006,29 ∙3,611

=182,39∙ 3,6=656,604 kgh

∆ i=iC−iI=53−42=11 tC=−18℃ ; iC=42[kJ/kg];t i=20℃ ; iI=53[kJ/kg]

Bibliografie:

1.Badea,A. ş.a., 1986 - Manualul inginerului termotehnician (vol. 2). Edit. Tehnică, Bucureşti.2.*** - SR 1907-1/1997 – Instalaţii de încălzire. Necesarul de căldură de calcul.Prescripţii de calcul.3.*** - SR 1907-2/1997 – Instalaţii de încălzire. Necesarul de căldură de calcul. Temperaturi interioare convenţionale de calcul.4.*** - STAS 6472/3-89 – Calculul termotehnic al elementelor de construcţie ale clădirilor.5.*** - STAS 6648/1-82 – Calculul aporturilor de căldură din exterior.