محاسبات بار برودتی و انتخاب تجهیزات سردخانه بابل

سرد خانه شهر بابل:ضریب تغییر آنتالپی،شدت نفوذ هوا،بار تنفس محصول،بار محصول سردخانه،انتخاب تجیزات سردخانه بالای صفر،کندانسور هوایی،ظرفیت تبرید کمپرسور،ظریب دفع حرارت

خلاصه و تحلیل محاسبات سردخانه بابل

این پروژه شامل طراحی یک سردخانه دو منظوره (بالای صفر و زیر صفر) در شهر بابل است. محاسبات به صورت گام به گام برای تعیین بار برودتی کل و انتخاب تجهیزات اصلی (کمپرسور، کندانسور، اوپراتور) انجام شده است.

۱. بار برودتی سردخانه بالای صفر (سیب‌زمینی و پرتقال)

• بار ناشی از انتقال حرارت (Walls, Ceiling, Floor Load): این بخش از طریق فرمول Q=A⋅U⋅ΔTD​ محاسبه می‌شود.
  • ابعاد سردخانه: ۱۰x۱۵x۵ متر.
  • جنس و ضخامت عایق‌ها: چوب‌پنبه ۱۰۰ میلی‌متر برای دیوار و کف، ۱۵۰ میلی‌متر برای سقف.
  • ضریب انتقال حرارت ($U$): با توجه به ضخامت عایق، ضرایب $U$ برای دیوارها و کف $\mathrm{۰.۲۶۲}$ و برای سقف $\mathrm{۰.۳۶۸}$ در نظر گرفته شده است.
  • تغییرات دما (ΔTD​): دمای هوای خارج (۳۰°C) و دمای داخلی (۵°C) به همراه ضرایب تصحیح برای تابش خورشید محاسبه شده است. برای دیوارهای شمالی و سقف ۸°C و برای دیوارهای شرقی و غربی ۳°C به دمای بیرون اضافه شده است.
  • نتیجه: مجموع بارهای حرارتی برای دیوارها، سقف و کف به دست آمده است.
• بار ناشی از نفوذ هوا (Air Infiltration Load):
  • با توجه به حجم سردخانه و دمای داخلی و خارجی، بار نفوذ هوا با استفاده از جداول مربوطه (جدول ۱۰-۶ و ۱۰-۷) محاسبه شده است.
• بار ناشی از محصول (Product Load):
  • محصولات (سیب‌زمینی و پرتقال) در دمای ۲۵°C وارد سردخانه شده و به دمای ۵°C می‌رسند.
  • بار تنفسی محصولات با فرمول Qتنفس​=ضریب حرارت تنفسی×جرم محصول محاسبه شده است.
  • نتیجه: بار کل ناشی از محصول محاسبه شده است.
• بار متفرقه (Miscellaneous Load):
  • شامل بار حرارتی ناشی از کارگران، لیفتراک و روشنایی است.
  • با توجه به اطلاعات داده شده (۲ کارگر، ۲ لیفتراک ۱۷.۴ کیلووات، چراغ‌های ۶۰ وات) این بار محاسبه شده است.
• بار برودتی کل (Total Cooling Load):
  • مجموع بارها: Qtotal​=Qانتقال_حرارت​+Qنفوذ_هوا​+Qمحصول​+Qمتفرقه​
  • بار برودتی نهایی: با اعمال ضریب اطمینان ۱۰%، بار برودتی کل برای سردخانه بالای صفر ۲۴.۳۱ کیلووات به دست آمده است.

۲. بار برودتی سردخانه زیر صفر (ماهی و مرغ)

• بار ناشی از انتقال حرارت (Walls, Ceiling, Floor Load):
  • ابعاد سردخانه: ۱۰x۱۵x۵ متر.
  • جنس و ضخامت عایق‌ها: آجر سفالی ۱۵۰ میلی‌متر و پلی‌یورتان ۱۵۰ میلی‌متر.
  • ضریب انتقال حرارت ($U$): با توجه به ضخامت عایق، ضریب $U$ برای دیوارها $\mathrm{۰.۱۵۳}$ در نظر گرفته شده است.
  • تغییرات دما (ΔTD​): دمای بیرون (۳۰°C) و دمای داخل (۳۰-°C) به همراه ضرایب تصحیح تابش خورشید استفاده شده است.
• بار ناشی از نفوذ هوا (Air Infiltration Load):
  • با استفاده از جداول مربوطه برای حجم سردخانه و اختلاف دمای بالا، بار نفوذ هوا محاسبه شده است.
• بار ناشی از محصول (Product Load):
  • این بخش شامل ۳ مرحله اصلی است: سرد کردن قبل از انجماد، انجماد محصول و سرد کردن بعد از انجماد.
  • برای مرغ (نقطه انجماد ۳-°C) و ماهی (نقطه انجماد ۲۵-°C)، بار حرارتی در هر سه مرحله محاسبه شده است.
  • بار انجماد: بیشترین میزان بار حرارتی به دلیل گرمای نهان انجماد در این مرحله است.
• بار متفرقه (Miscellaneous Load):
  • محاسبات مشابه سردخانه بالای صفر است.
• بار برودتی کل (Total Cooling Load):
  • مجموع بارها: Qtotal​=Qانتقال_حرارت​+Qنفوذ_هوا​+Qمحصول​+Qمتفرقه​
  • بار برودتی نهایی: با اعمال ضریب اطمینان ۱۰%، بار برودتی کل برای سردخانه زیر صفر ۵۷.۵۷ کیلووات به دست آمده است.

انتخاب تجهیزات سردخانه:

۱. سردخانه بالای صفر

• کمپرسور:
  • بار برودتی مورد نیاز ۲۴.۳۱ کیلووات است. با مراجعه به جداول مربوط به مبرد R-12 و اعمال ضرایب تصحیح دور (RPM)، یک کمپرسور با ظرفیت ۳۶.۷۲ کیلووات انتخاب شده است که با بار مورد نیاز سردخانه تطابق دارد.
• کندانسور:
  • با توجه به ظرفیت کمپرسور، دمای تقطیر، دمای محیط و ضرایب تصحیح، ظرفیت کندانسور مورد نیاز ۴۳ کیلووات محاسبه شده است. مدل کندانسور هوایی ۱۱ انتخاب شده که ظرفیت آن با نیاز پروژه سازگار است.
• اوپراتور:
  • با توجه به ظرفیت مورد نیاز و مراجعه به جداول، یک اوپراتور مدل UC 950 انتخاب شده است که ظرفیت کل آن ۳۶.۱ کیلووات بوده و نیاز سردخانه را به خوبی تأمین می‌کند.

۲. سردخانه زیر صفر

• کمپرسور:
  • بار برودتی مورد نیاز ۵۷.۵۷ کیلووات است. از آنجایی که یک کمپرسور با این ظرفیت در جداول موجود نبوده، از چند کمپرسور با ظرفیت کمتر به صورت موازی استفاده شده است.
  • ۵ کمپرسور مدل E050 با دور ۱۴۵۰ RPM انتخاب شده‌اند که ظرفیت کل آن‌ها ۸۰.۷۵ کیلووات است و به راحتی بار مورد نیاز سردخانه را پوشش می‌دهد.
• کندانسور:
  • با توجه به ظرفیت کمپرسورها، یک کندانسور با ظرفیت ۲۷۷ کیلووات انتخاب شده است که با نیازهای پروژه سازگار است.
• اوپراتور:
  • با توجه به ظرفیت مورد نیاز، یک اوپراتور مدل UC 1690 انتخاب شده است که با ظرفیت کل ۹۴.۶۴ کیلووات می‌تواند بار برودتی سردخانه را به صورت کامل تأمین کند.

نتیجه‌گیری

در این تحلیل، محاسبات بار برودتی برای سردخانه‌های بالای صفر و زیر صفر با دقت انجام شده و تجهیزات مناسب با در نظر گرفتن جزئیاتی مانند ضرایب تصحیح، دمای محیط و مشخصات فنی انتخاب شده است. این روند محاسباتی نشان‌دهنده یک طراحی فنی و اصولی برای سیستم برودتی این سردخانه است.

مطالعه بیشتر