Evet arkadaşlar bugünkü yazımızda soğuk hava deposu tasarlarken yapılması gereken hesapları sizlerle paylaşacağım.
Ürünün cinsi ve miktarı :
Ürünümüz karpuz olup miktarı ise 50 tondur.
Tesisin kurulacağı yer :
Çankırı.
Ürünlerin muhafaza şekilleri:
Karpuzun takribi muhafaza süresi 2-3 hafta aralığında olduğundan kısa süreli soğuk muhafaza şeklinde saklanacaktır.
Ürün miktarına göre oda muhafaza oda sayısının belirlenmesi:
50 ton karpuz için : 12.5 ton kapasiteli x 4 adet oda seçildi.
Ürünün konacağı odanın boyutlandırılması
25 tonluk karpuz muhafazası için boyutlandırma (kısa süreli soğuk muhafaza)
NOT : Ürün kısa süreli olduğu için sadece soğuk muhafaza odası yapılması uygundur. Her bir odamız 12.5 ton kapasiteli olacaktır.
1 ’ e konan karpuz miktarı ;
1 ’ e 696 kg karpuz ise 12.5 tona yaklaşık 18 lük bir hacim kaplar.
Soğuk muhafaza oda yüksekliği h=3m seçildi. Bu yükseklikten 1m evaporatör, 0,5 m hava sirkülasyonu için bırakıldı.
Buna göre;
Ürünün maksimum yüksekliği h=3-1.5=1,5
-Ürünün kapladığı alan A= 18/1,5 = 12
Buna göre, dikdörtgen olacak şekilde en ve boy belirlenir,
-Ürünün alanı = en x boy
-Ürünün alanı = 4m x 3m = 12
-Oda içinde gerek hava sirkülasyonu ve gerekse forklift için 2m koridor, kenarlarında hava sirkülasyonu ve yalıtım malzemeleri için kısa ve uzun kenar başına 0,5 m boşluk bırakılarak en ve boya 3 m ilave edilmelidir. Buna göre;
Odanın Boyutları : en x boy x yükseklik
-Soğuk Muhafaza Odasının Boyutları: 4 adet x 7m x 6m x 3m
YALITIM
İç Duvar
K= 1/(1/7+0.03/0.87+0.08/0.017+0.23/(1.3 )+0.03/0.87+1/7) = 0.17
Dış Duvar
K = 1/(1/7+0.03/0.87+0.13/0.017+0.23/(1.34 )+0.03/0.72+1/20) = 0.12
Tavan
K= 1/(1/5+0.03/0.87+0.15/0.035+0.1/(0.29 )+1/5) = 0.2
Döşeme
K = 1/(1/8+0.03/1.1+0.03/1.2+0.05/(0.9 )+0.15/0.017+0.1/0.9+0.05/0.5) = 0.093
SOĞUTMA YÜKÜ HESABI
TRANSMİSYON ISISI (DUVAR,TAVAN,DÖŞEME)
∆T=Dış hava sıcaklığı-İç hava Sıcaklığı
NOT : Solar sıcaklık farkı eklenerek hesap yapışmıştır.
-Dış Duvar 1 = k x A x ∆T = 0.12 x 21 x (37-5) = 80.64
-Dış Duvar 2 = k x A x ∆T = 0.12 x 21 x (34-5) = 73.08
-İç Duvar = k x A x ∆T = 0.17 x 21 x (27-5) = 78.54
-Tavan = k x A x ∆T = 0.20 x 42 x (42-5) = 310.8
-Döşeme = k x A x ∆T = 0.093 x42x (15-5) = 39.06
Q_(Toplam Transmisyon Isısı =) 582 x 24 = 13968 Kcal/gün
HAVA DEĞİŞİMİNDEN GELEN ISI
-hd = Dış Hava Isı Tutumu = 73.5 kcal⁄kg
-hi = İç Hava Isı Tutumu =69.0 kcal⁄kg
NOT: Bu değerlere termodinamik tablosundan 5 derece iç sıcaklık , 24 derece dış sıcaklık baz alınarak bakılmıştır.
Hava Değişiminden Gelen Isı = Hava değişim x Odanın net hacmi x ( hd-hç) x ρ_h
Hava Değişiminden Gelen Isı = 24 saatte 7.7 defa x 126 m^3 x ( 73.5 hd-69hç) = 5239 Kcal/gün
ÜRÜNDEN GELEN ISI
DON. NOK. SOĞ.
Q = m x c x ∆T = 12500 kg/20h x 0.95 x 37 = 21969
OLGUNLAŞMA ISISI
Q = m x c x ∆T = 12500 kg/24h x 0.20 x 24 = 2500
ÜRÜNLE İLGİLİ YAN ISI
Q = m x c x ∆T = 1045 kg/20h x 0.5 x 37 = 967
Q_(Toplam Ürün Isısı =) 21969 + 2500 + 967 = 25436
25436 x 24 = 610464 Kcal/gün
ODA İÇİNDE MEYDANA GELEN MUHTELİF ISILAR
Q_(İnsan =) n (kişi) x W (watt) x ZO (watt) ZO = (ÇALIŞMA SÜRESİ)/GÜN
Q_(İnsan =) 2 kişi x 245 Kcal/(h.kişi) x 5Saat/Gün = 2450
Q_(Aydınlatma=) n (adet) x W (watt) x ZO (watt)
Q_(Aydınlatma=) 20 adet x 100 watt x 0.86 (Fluores 1,06) x 5Saat/Gün = 8600
Q_(Motor=) 4000 watt x 2 adet x 0.86 Kcal/(h.watt) x 20 Saat/Gün = 137600
Q_(Elektrikli Defrost =) 50315 watt x 0.86 x 3 Saat/Gün x 0.5 = 43270.9
Q_(Diğerleri =) Forklift 1 adet x 5Saat/Gün x 2500 Kcal/(h.) = 12500
Bilinmeyen ve Beklenmeyen Muhtelif Isı Kazançları için %10 = 71019.2 Kcal/gün
NOT : Henüz evaporatör seçimi yapılmadığından gerekli fan sayısı ve gücü ile defrost kapasitesi değerlerinin bilinmemesidir. Bu sebeple , öncelikle fan motorları ve defrosttan gelecek olan ısı yükleri olmaksızın soğutma kapasitesi hesaplanır. Bulunan soğutma kapasitesi gerçek soğutma kapasitesinden düşüktür. O yüzden daha büyük soğutma yükünü karşılayacak bir evaporatör seçilir ve o evaporatöre ait fan motor ve defrost ısı kapasitelerini hesaplayıp yeni bir soğutma yükü bulunur , seçilen evaporatör soğutma yükünü karşılayıp karşılamadığı kontrol edilir. Bu kontrole,seçilen evaporatör soğutma yükü, hesaplanan soğutma yükünü karşılayana kadar devam edilir. İlk başta motordan gelen ve defrosttan gelen ısı yüklerini hesaplamadan 47 kwlık toplam ısı yükü elde ettim ve yüksek kapasitede (85 kW) evaporatör seçtim daha sonra fan motorundan ve defrostan gelen ısı yüklerini ilave ettiğimde 61 kW ısı yükü buldum daha sonra hesaplamalar için 1.3 ile çarptığımda bu değer 79 kw oldu ve seçtiğim evaporatör gücü yeterli oldu.
Q_(Toplam Oda İçi Muhtelif Isılar =) 2450+8600 +137600+43270.9+12500+71019.2 = 275440.1 Kcal/gün
Q_(Toplam Soğutma Yükü =) 971991.7 Kcal/gün
Soğutma Ekipmanlarının Seçiminde Esas Alınacak Saatteki Yük :
(Günlük Toplam Isı Kazançları)/(Günlük Çalışma Saatleri (14-20 saat) ) = 905111.1/20 = 45255.5Kcal/h = 53 kW
TERMODİNAMİK ANALİZLER
q_(ısı yükü =) 53 Kw
t_(yoğuşturucu =) 45 ℃
t_(buharlaştırıcı =) -10 ℃
Soğutucu akışkan= R22
Bu değerlere göre Coolpack programını kullanarak log P-H diyagramı çizdim ve gerekli olan entalpi değerlerini şu şekilde buldum.
h1 = 401 kJ/kg
h2 = 442 kJ/kg
h3 = h4 256 kJ/kg
qb =53 kW x 1.3 = 68 kW
qb = ṁ x ( h_(1-) h_(4 ))
68 kW = ṁ x (401 -256) kJ/kg
ṁ = 0.469 kg/s
qy = ṁ x (h2- h3) = 0.469 kg/s ( 442 -256 ) kJ/kg = 87.2 kW
qk = ṁ x (h2- h1) = 0.469 kg/s ( 442 -401 ) kJ/kg = 19.2 kW
η = (COPS )/(COP cs)
(COPS) = (h1-h4)/(h2-h1 ) = (401-256)/(442-401) = 3.54
COP cs = (Tb)/(Sıcaklık Farkı) = (263 K)/(318 K – 263 K) = 4.78
η = (COPS)/(COPcs) = 3.54/4.78 = 0.74 = %74
